EP1510275A2 - Central drive machine tool and clamping device for such a machine - Google Patents
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- EP1510275A2 EP1510275A2 EP04019576A EP04019576A EP1510275A2 EP 1510275 A2 EP1510275 A2 EP 1510275A2 EP 04019576 A EP04019576 A EP 04019576A EP 04019576 A EP04019576 A EP 04019576A EP 1510275 A2 EP1510275 A2 EP 1510275A2
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- B23Q2039/008—Machines of the lathe type
Definitions
- the invention relates to a center drive machine and a tensioning device, in particular for a center drive machine.
- DE 38 26 985 C1 and DE 36 20 231 C1 each disclose a Horizontal turning machine with a center drive for the two-end machining of a Workpiece.
- the workpiece is rotatably mounted in two vice carriers, wherein at least one of the vice carrier is driven.
- Short workpieces can be used with the adjacent vise beams are not processed at both ends become.
- the chuck head of DE 41 05 688 C2 is rotatable for mounting in one driven housing provided. Inside the chuck head is a double Spannsegmentsatz provided which can be actuated via an actuator.
- the Clamping or clamping of a workpiece is done by the bias of two Disc springs after the actuator is released.
- the disc springs are compressed and two by the Squeezing displaceable clamping parts release the clamping jaw segments, so that the workpiece can be removed.
- actuate the actuator is outside of the chuck head, a plate with bolts arranged, the bolts act on the actuators and the plate itself by an outside of the Chuck arranged hydraulic device is tilted.
- the clamping head of GB 21 51 166 A is rotatably mounted and allows a Machining a workpiece at both ends.
- a double Operated clamping set by means of an externally applied actuator, wherein the clamping segments of both sets are connected together and axially upon actuation be moved.
- a chuck head In a chuck head according to claim 1 is a main sleeve or main spindle rotatably mounted on two axially spaced bearings, so that a high ensures radial stability of the clamping head during the machining of a workpiece is. Furthermore, an actuating device for actuating at least one Chucking set of a chuck between the two bearings or in the area the two bearings arranged, i. at least the main elements of Actuating device. The actuator is about the axial height the clamping head installed, so in height of the necessary for storage axial dimension arranged laterally to the axis of rotation.
- the chuck head according to the invention thus allows a low axial height full automation of a workpiece change. Especially if only one Spannsegmentsatz is provided, a two-way editing is very short Workpieces possible.
- the chuck can be freely rotatably mounted or driven by a drive be, for example by a main sleeve driving motor.
- a drive be, for example by a main sleeve driving motor.
- the chuck When used in the below described center drive machine is the chuck by means of a Drive unit driven.
- the chuck for clamping one machined workpiece on two separate sets of clamping segments, each the circumference of the workpiece at spaced circumferential regions terminals.
- the two clamping segment sets are shared by the actuator to Opening and / or to operate the clamping of the workpiece. Even with double Tension segment set, the axial height is minimal, so that the end machining over a wide end region is made possible.
- the at least one spring element acts between or substantially between the two sets of span segments, i. the spring force in one direction acts almost completely on the first clamping segment set and the spring force in the other direction (counterforce) works almost completely on the second set Clamping segments.
- This allows asynchronous closing and opening of the Clamping segments, so that the workpiece on the first peripheral area another Diameter may have as the second peripheral region (for example, light conical workpiece).
- the spring element is arranged outside the main sleeve, so that the tube diameter can be kept low, for a total of one compactly constructed chuck head, which is preferably for processing of Workpieces with a small diameter is used.
- Driving element of the actuating device on the clamping segments, wherein the at least one driver element engages through the main sleeve.
- This arrangement wherein the sleeve diameter in Compared to the external structure of the spring requires a larger diameter comes Preferably used for workpieces with a larger diameter.
- at External spring element acts an actuator of the actuator directly the spring element or internal spring element of the actuator acts on at least one main sleeve through the driver on the spring element.
- the actuator is advantageous with a housing of the chuck head or a Attachment point of the chuck head connected, so that the actuator itself no Performs rotational movement and the force to tighten or stretch the spring is not over a rotary joint must be transferred.
- the acting on the spring element and stationary actuator may advantageously comprise brake elements which are on the spring element or act a connecting element between the actuator and the spring element, so that after switching off the drive, the rotation of the main sleeve with the workpiece through Actuator is slowed down and the workpiece removal faster can be done.
- Alternatively or in addition to braking by means of the actuator can also a locking of the sleeve in a predetermined position, so that a specified rotational position reference between workpiece to be machined and chuck can be produced.
- a replaceable Spannsegmentsatz provided, so can be different, interchangeable Clamping segment sets depending on the diameter of the workpiece with different clamping diameter ranges are used. This can be one Chuck head cost-effective to different diameter ranges of Adjust machining workpieces.
- At least one side of the main sleeve is particularly advantageous by means of an axial Extendable and in this essay a new or the previously removed Spannsegmentsatz used, so that longer workpieces in providing a larger axial lever by clamping on both peripheral surfaces precisely are editable.
- the chuck head is flexible in size Dependence of the dimension of the workpiece and the machining requirement to convert inexpensively.
- the center drive machine comprises a machine frame and a mounted on center drive.
- the center drive includes a Clamping device, such as a chuck for clamping one to machined workpiece, and the clamping device is rotatable and drivable stored.
- the center drive is designed as a single head, with which the processed Workpiece is freely tensioned and driven. It is not another, separate Clamping device required to store the workpiece and the drive of the Workpiece can only be done by the single head.
- a Actuator of the center drive the workpieces are automatically clamped or released, so that the center drive machine in an automated Process can be used. It is thus no manual release or terminals of the Workpiece necessary.
- the axis of rotation of the center drive is vertically aligned, so that the largest Dimension of the center drive machine extends in height and so in a workshop only a reduced footprint is required. In the vertical orientation is a Contamination of tools and aggregates by residues (swarf and chips) Coolant) significantly reduced.
- the center drive in the direction of the rotation or machining axis of the Movable workpiece, so for example, the center drive via one of Be moved axis of rotation delivered and taken at one end workpiece, to clamp this preferably centrally.
- the center drive after the release of the workpiece to be moved away. It is not necessary that in an automatic feed the workpiece in the axial direction of the Center drive supplied or removed from this, so that, for example an axial displacement unit for a handling device (see below) save leaves.
- At least one of the ends of a sleeve or mandrel deliverable or movable Center drive is the end of the workpiece to quill or the mandrel moved.
- at least one quill or a mandrel is perpendicular or oblique to Rotary axis of the axis of rotation can be moved out and / or swung out, so that in particular for the removal of a long workpiece, the way of removal or the supply path for the workpiece to the center drive is free.
- the center drive machine includes two sleeves, two mandrels or a mandrel and a sleeve, so the workpiece can be clamped end and held while the center drive device releases the workpiece.
- the Center drive a Umgreifsure perform on the workpiece, so this on a staggered circumferential area is stretched and, for example, previously clamped Area is further processed on the peripheral surface.
- the end holder is also a handling device for temporarily holding the workpiece during of encompassing usable.
- the center drive machine has at least one Tool unit, which both the first and the second end of clamped workpiece is deliverable.
- the single head is the necessary for bypassing the single head travel for the tool unit low, so that cost only a tool unit or a Special tool unit can be provided.
- machining tool unit can be provided further tool units, each working the upper or the lower end of the workpiece work sharing.
- a tool unit is, for example, an end of a workpiece on the circumference, on the End face and / or machinable inside the workpiece.
- At least one of the tool units has a rotatably mounted Tool turret for holding multiple tools includes. Furthermore, one can the tool turret has a gripping device for gripping the workpiece. It is advantageous at least one of the tool units on a in Rotation axis direction and perpendicular to the rotation axis direction movable To arrange displacement unit.
- a tool unit in rotation axis direction can be fixed in position and for example only performs a movement perpendicular to the axis of rotation, while the feed in the rotation axis direction by moving the center drive. So can on one end saves a linear drive for the tool unit in the axial direction become. While machining the one end with the axially fixed Tool unit can compensate for the movement of the center drive, axially movable tool unit to work the other end of the workpiece.
- the feeding or removal of the workpiece from the center drive by means of a handling device which has a gripper.
- the handling device can be moved in the rotation axis direction to the Workpiece, for example, in the rigidly connected to the machine frame Remove center drive.
- the handling device may be off Cost reasons be set in the axial direction, so that the movable Center drive after gripping the workpiece by the handling device on the Workpiece is moved away until it is released for the handling device is.
- the handling device needs in this case, for example, only one Swivel or rotary movement for feeding or removal of the workpiece from or to the rotation axis.
- the handling device in a the tool units for example a rotatably mounted tool turret, be integrated, so that a common linear drive in rotation axis direction and / or a common drive with a vertical component to Rotation axis is sufficient for both.
- the machined workpiece by means of a handling device to transferred to another processing machine.
- the handling device can the transfer processed workpiece there into a workpiece holder for processing or passed to another handling device of the other processing machine or to a workpiece output and / or to a workpiece inspection station.
- the center drive machine associated with two handling devices, wherein a first feeds the unprocessed workpiece and a second that processed Discharges workpiece.
- the arrangement of juxtaposed vertical processing machines after Claim 18 comprises an arranged between the processing machines Handling device for transporting a workpiece between the two Processing machines.
- the handling device is on one between the Processing machines arranged movable displacement unit.
- the Displacement unit is movable at least in the horizontal direction and allows the Bridging of large distances between the processing areas of the Processing machines. Position - related distance deviations between the Processing machines are by adjusting the travel of the displacement unit easily customizable.
- the handling device has a horizontal pivotable gripper arm, which in an advantageous development, a rotation of the Workpiece allows the gripper arm axis. It is advantageous for feeding the Workpiece to the first processing machine and / or to remove the workpiece from the last processing machine in each case an upstream and / or Downstream handling device with horizontal displacement unit intended.
- a workpiece for supplied to the first processing machine and / or with a third Handling device a workpiece from the second processing machine be removed.
- the second and / or third Handling device on an at least horizontally movable displacement unit arranged.
- the fluid supply having a fluid in at least one chuck segment of a chuck is fed, where it from an inner surface of the chuck segment in an opening a workpiece can flow. This can, for example, residues in one Rinse the opening of the workpiece.
- Figs. 1A-1D show side views of a vertical center drive machine 1.
- the concept of the center drive machine described below is also readily apparent for a horizontal center drive machine with horizontal axis of rotation of the workpiece 7 applicable, but the footprint of the machine is increased.
- the machine bed of the machine main body 2 of the center drive machine 1 in FIG. 1 builds vertically so that a tool maintenance from the front (from the right as in Fig. 1) is possible, even if several processing machines laterally strung together.
- the machine main body 2 preferably comprises a Mineral casting core, the vibrations from the factory floor to the machining area and reversed optimally dampens.
- a central unit 3 for clamping on both sides a workpiece 7 is mounted on a console 4.
- the console 4 in turn stores linearly movable on a linear guide 5.
- the console is 4th moved vertically along the linear guide 5, so that the vertical position of Average aggregate 3 is changeable.
- the central unit 3 is rigidly coupled to the machine body, so that vibrations during a high-precision machining even further reduced are.
- the central unit 3 comprises a clamping head 30 for clamping the workpiece 7, a drive 31 for driving the workpiece 7 and an angle flange 32, which Drive 31 connects to the clamping head 30.
- Design of the drive for the clamping head and the machine body 2 be stored and a gear (with, for example, a spindle) with the Be connected to the clamping head 30.
- FIG. 1B schematically shows a first tool unit 8 with a tool turret 9 and a second tool unit 10 with a tool turret 11 shown.
- the Directional tripod in Fig. 1B indicates the directions to which reference is made below is taken.
- the Z direction is the vertical axis
- the Y-direction is horizontal and in the lateral direction to Center drive machine 1 (horizontal and perpendicular to the drawing plane).
- the first Tool unit 8 is in the Y direction laterally behind the center plane of the central unit 3 offset and performs by means of a displacement unit from a Y and Z movement.
- the second tool unit 10 is in the Y direction to the plane (center plane of the Middle aggregate) forward and also performs a Y, Z movement means a shift unit.
- the first and / or second tool unit 8, 10 fixed immovably in the Z direction, in which case by Z-displacement of the central aggregate 3 relative to the first and / or second Tool unit 8, 10, the movement for the axial machining of the workpiece. 7 is performed.
- This single aggregate can also have one Tool turret include and rigid in the Z direction on the machine body. 2 fixed or preferably be moved. The Z movement will then either by moving the movable aggregate 3 or the individual unit executed. The relative travel distance is dimensioned such that with the Single unit both the upper and the lower end of the workpiece 7 editable are. Since in particular in the Y direction, the dimension of the central unit 3 is very low is, the single unit can by low return in the Y direction the Dodge the central unit 3 so that either the central unit 3 on the single unit drives past or the individual unit passes the center unit.
- One Tool turret of the single unit additionally comprises overhead tools, which allow editing from the bottom up while the other tools to work from top to bottom.
- This can be the tool units and / or the individual unit arranged on a left or right to the guide 5, common leadership or lying on two left and right of the leadership 5 Store guides.
- Fig. 1C illustrates a first and second sleeve 12, 13, which on the axis of the workpiece 7 and are preferably movable in the Z direction.
- the advantages are the Quills 12, 13 mounted on the linear guide 5 of the central unit 3.
- not illustrated embodiment may instead of one or both sleeves a mandrel for holding be provided of the end of the workpiece 7.
- the central unit 3 in the Z direction be set, then both sleeves 12, 13 are deliverable in the Z direction.
- a quill 12 or 13 is set in the Z direction and the central unit 3 with the Workpiece 7 are delivered to the specified quill and the opposite movable quill is delivered to the other end of the workpiece.
- FIG. 1D shows the machine 1 in a position in which particularly long workpieces 7 be led out by lowering the central unit 3 from this.
- the workpiece 7 by means a gripper taken so that after loosening the clamping head 30 and lowering the Center unit, the workpiece 7 is free and only from the handling device is held.
- the Handling device the workpiece 7 by pivoting or retracting remove the machining area or load the workpiece 7 in the Drive machining axis.
- Fig. 2 shows a cross-sectional view of the clamping head 30.
- a Gear 34 rotatably mounted, which is driven by a motor pinion 33 of the drive 31 becomes.
- the gear 34 engages in an outer ring gear 35, which is rotatable on one mounted spindle shaft 50 is arranged.
- the spindle shaft 50 supports over two Ball bearings 36 on the chuck housing 37.
- a first and second chucks 51, 52 which axially spaced apart the workpiece 7 two peripheral regions I, II clamp.
- the chucks 51, 52 are sleeve-like Chuck sleeve 53 is formed, the lower part (relative to the chuck 51) is formed circumferentially, while the clamping segments in the upper region of the sleeve 53 are slotted.
- the slotted sleeve results from the tongue-like Center region of the chuck sleeve a spring action, the retraction of the Clamping segments actuated pressure sleeves 54, 55, the opening between the Clamping segments expands.
- each chuck segment 51, 52 acts with the inside conical surface of the first and second pressure sleeve 54, 55 together, wherein for opening and closing the segments, the pressure sleeves 54, 55 axially be moved.
- the compression sleeves 54, 55 are slidable on the inside of the Spindle shaft 50 and main sleeve stored.
- the shift of the first and second Pressure sleeve 54 and 55 is carried by segments 56, which through axial slots 40 in the Spindle shaft 50 reach through (see Fig. 4).
- An upper set of segments 56 is the associated with first pressure sleeve 54 and a lower set of segments 56 is the second Pressure sleeve 55 assigned.
- the lifting elements 58, 59 are axially displaceable on the chuck housing 37 stored and by moving the lifting elements 58, 59 against each other a contact surface 63 at the inner region of the lifting elements 58, 59 on the segments 56, so that upon further collapse of the lifting elements 58, 59 against each other, the upper set of segments 56 opposite the lower set of Segments is pushed together against the spring action.
- a first fluid inlet 60 and a second fluid inlet 61 hydraulic oil into a cavity between the Lifting elements 58, 59 and the chuck housing 37 introduced so that the first Lifting element 58 down and the second lifting element 59 is moved upward.
- a third fluid inlet 62 makes hydraulic oil omitted.
- the first and second fluid inlet 60, 61 switched pressure-free and through the third fluid inlet 62nd Hydraulic oil press-fitted, so that the two lifting elements 58, 59 due the pressure in the cavity between the two lifting elements 58, 59 and the Chuck housing 37 are moved apart.
- the third fluid inlet 62 omitted and the Moving apart of the lifting elements 58, 59 is also the biasing force of Disk spring 57 used, but with no complete release between the segments 56 and the contact surface 63 of the lifting elements 58, 59 takes place. Furthermore, it can be provided be that only by the first or second fluid inlet 60, 61 hydraulic initiated and thus either the first or the second lifting element is actuated, so that only the first or second chuck 51, 52 opens. For example, if only a very short workpiece 7 by only one jaw set 51, 52 is clamped.
- the Actuation of only a single chuck 51 by only one lifting element 58 or Be provided 59 wherein also in this case a decoupling of the leadership of Hydraulic oil is made of the rotated parts.
- the arrangement shown in Fig. 2 also allows a workpiece 7 with different diameters in the range of the first and second chucks 51, 52 (peripheral region I and II), since the displacement of the upper segment set and the lower segment set 56 a Relative movement allows each other, i. one with respect to the spindle shaft 50 asymmetric Displacement movement.
- FIGS. 3A-3C show a side view, a cross-sectional view and a plan view (For the illustration in Fig. 3A) of the pressure sleeves 54, 55.
- a circumferential groove 76 In the upper part of the Pressure sleeve is formed a circumferential groove 76.
- a Funnel or a conical surface 77 is formed, which as described above with the cone-shaped back of the chuck clamping segments 51, 52 cooperates.
- the upper rim of the pressure sleeve 54, 55 is as a bayonet-shaped lock 78 with Recesses 79 formed.
- Fig. 4 shows a side view of the spindle shaft 50, at its inner peripheral portion two wreaths are formed with longitudinal slots 40. On the circumference are here in the upper and lower middle portions each have six segment slots 40 for the upper set of six segments 56 and the lower set of segments formed. The segments 56 are axially displaceable within the slots 40. At the lower end of the spindle shaft 50 a flange 41 is provided, on which the outer ring gear 35 is flanged.
- Fig. 5 shows a perspective view of one of the twelve segments used, the as indicated by the arrow in a segment slot 40 of FIG. 4 is used.
- the base body 73 After insertion of the base body 73 is within a segment slot 40 and beyond the outer surface of the spindle shaft 50 protrudes an outer nose 70, while on the inside of the spindle shaft, the inner guide 74 and a projection 75th protrude.
- the projection 75 engages after insertion of the pressure sleeve 54, 55 in whose groove 76 a.
- To insert the printing sleeves after mounting the segments 56 is axial engagement of the pressure sleeves 54, 55 of the ring of the latch 78 to the Recesses 79 guided over the projections 75.
- Fig. 6 shows a cross-sectional view of the clamping head 30 of Fig. 2 with a on the Bottom mounted extension.
- the lower lid 67th unscrewed from the flange 41 of the spindle shaft 50 and instead of the lower lid 67th an extension sleeve 65 is placed on the flange 41.
- a long pressure sleeve 55 a is inserted, extending to the End portion of the extension sleeve 65 extends.
- the lower second chuck 52 is removed from the spindle shaft 50 and inserted into the extension sleeve 65.
- the Axial position of the second chuck 52 is by a with the spindle shaft 5C connected support shaft 66 and by screwing the lower cover 67 on the Bottom of the extension sleeve 65 set.
- the long pressure sleeve 55a engages also with a bayonet-type latch 78a (corresponding to 78 of Fig. 3A) in the lower segment set 56.
- a bayonet-type latch 78a (corresponding to 78 of Fig. 3A) in the lower segment set 56.
- Fig. 7 shows a front view of the vertical center drive machine 1.
- the first handling device 80 is in the Y direction left to Processing zone of the central unit 3 offset, while the second Handling device 85 is offset to the right.
- Both handling devices 80, 85 are equipped with a gripping arm 81, 86, which in the illustration of Fig. 7 in Viewing direction is.
- the gripping arms are shown in the plan view of FIG. 8. At the ends of both gripper arms 81, 86 a gripping device is arranged in each case, the optionally in addition to the pivoting movement of the gripper arm about the Z-axis also a Rotation around the gripper arm allows.
- a drive 82, 87 for the pivotal movement of the gripper arm and the optional Rotation of the gripping device provided.
- Both handling devices 80, 85 are each mounted on a YZ-displacement unit 83, 88, with which the Handling device 80, 85 in the Z and Y directions can be moved (the coordinates are shown at the top right of the figure).
- store the first Tool unit 8 and the second tool unit 10 also each on a YZ displacement unit 89, 90.
- the respective tool turret 9, 11 in Z and Y direction for end machining the workpiece are delivered.
- the drives of the lower handler 80 and the lower tool unit 8 build with respect to the gripping or working space down, while the drives of the upper handling device 85 and the upper tool unit 10 with respect to build their gripping or working space up.
- the drive 31 of the central unit to the processing zone 102 offset forward (from the Drawing plane of Fig. 7 out).
- the drive can be as shown in Fig. 7 alternatively build forward.
- the first handling device 80 loads the clamping head 30 with workpieces 7 a workpiece magazine 91.
- the second handling device 85 removes the in the center drive machine machined workpiece 7 from the chuck head 30 and first transfers the workpiece 7 to a control station 92, in the test measurements be made on the workpiece.
- Fig. 8 shows schematically the integration of the center drive machine 1 in a Processing line.
- the loading of the center drive machine 1 for End machining of the workpieces 7 takes place from a loading cell 106, in which the Workpiece magazine 91 is arranged.
- the first handling device 80 moves on the YZ shifting unit 83 between the mounting cell 106 and a first one Machining cell 102, which shields the center drive machine 1.
- the YZ shift unit 83 is on the machine body 2 of the center drive machine. 1 stored. After removal of the workpiece from the workpiece magazine 91 this by the first handling device 80 to the first processing zone 104 in the first processing cell 102 transferred.
- the machined workpiece After the end processing takes the second handling device 85, the machined workpiece from the first Processing zone 104 and transfers it by methods using the YZ displacement unit 88 from the first processing cell 102 to a control cell 107.
- the control cell 107 optional test measurements on the machined workpiece 7 performed in the control station 92.
- the workpiece is then removed from the control cell 107 transferred to a second processing cell 103, in the here an example Central processing machine 100 is shielded.
- a second processing zone 105 is then processed by the center processing machine 100, the processing of Workpiece 7 performed in the middle section, in which the workpiece previously in the Machining was clamped by the center drive machine 1.
- YZ shifting unit 88 of the second handling device 85 both on Machine base 2 of the center drive machine 1 as well as on a Machine main body 101 of the center processing machine 100 fixed. It can however, it may also be provided that the YZ displacement unit 88 at only one the machine base body 2, 101 is attached.
- a third handling device 109 removes the machined workpiece from the second processing zone 105 of the center processing machine 100 and transferred this in an output cell 108.
- the output cell 108 is a workpiece magazine 110th provided in which the machined workpieces are stored or turned off.
- the Third handling device 109 is again on a YZ displacement unit 111 movably mounted.
- the cells 106, 102, 107, 103 and 108 are partitioned against each other by partitions. Closing devices open the partitions between the cells 106, 102, 107, 103 and 108 respectively for the passage of the corresponding first, second or third Handling device 80, 85, 109.
- the handling devices 80, 85, 109 the processing cells 102, 103 moved out and the locking devices separate the respective cells from each other, so that the handling equipment is not be acted upon by processing means and residues.
- For maintenance and Repair work is the cells 102, 107 by front doors arranged accessible.
- one, both or all three Handling devices 80, 85, 109 are replaced by the fact that at the corresponding tool unit 8, 10 on the tool turret 9, 11 a Gripping device is arranged instead of one of the tools.
- a Gripping device is arranged instead of one of the tools.
- the gripping device can the workpiece 7 engage and in the clamping head 30 or the clamping device Insert or remove the center processing machine 100 by either the correspondingly modified tool unit 8, 10 and / or the central unit 3 in the Z direction is moved (corresponding to the tool units of the machine 100 and their tensioning device).
- one or more of the handling devices 80, 85, 109 are not stored on the separate YZ-displacement unit 83, 88, 111, but on the YZ displacement units 89, 90 of the tool units 8, 10 (for Center processing machine 100 not shown).
- the Y-routes are corresponding extended to execute the tool transfer.
- FIG. 9 shows a cross-sectional view through a further embodiment of a Chuck head 121 for the center unit 120 of a center drive machine, at in contrast to the chuck head 30 of Fig. 2 only a chuck is provided.
- the central unit 120 is like the central unit 3 via a console. 4 mounted on a machine base 2 (see Fig. 1A to 1D). Diagonal opposite to the console 4 is a drive 31 with a motor pinion 33 and a Gear 34 is arranged. The gear 34 engages an outer ring gear 129 of the Ball bearings 122 rotatably mounted clamping head 121. For optimal Machining precision at high speed come here with two spindle bearings 122 mutually inclined clamping planes are used.
- a motor housing of the engine or of the drive 31 and the console 4 are provided with a chuck housing 123 of the Clamping head 121 connected.
- the rotatable parts of the clamping head 121 are in essentially within a bearing on the ball bearings 122 spindle shaft or Main sleeve 126 arranged.
- the outer ring gear 129 is at an annular or attached flange extension of the main sleeve 126, so that when driving the Outer ring gear 129, the main sleeve 126 is set in rotation.
- chuck segments 127 of a chuck are chuck segments 127 of a chuck arranged.
- three segments 127 form the collet, wherein the segments 127 are interconnected by an elastic intermediate layer 144, e.g. Rubber, connected to each other.
- the intermediate layer 144 is when tightening compressed and when loosening the collet (see below) presses the Liner 144, the segments 127 apart, so that the workpiece released becomes.
- the chuck segments 127 On the outside of the chuck segments 127 recesses are provided, with an inwardly projecting annular projection 128 of the main sleeve 126 in Engage, so that the segments 127 at a radial displacement to Clamping or loosening of a workpiece 7 'are not displaced in the axial direction. Furthermore, the chuck segments 127 have a part-conical outer periphery, which cooperates with a clamping or pressure sleeve 130, the one on the inner circumference Cone. The pressure sleeve 130 is displaceable in the axial direction on Inner circumference of the main sleeve 126 stored. An axial displacement of the pressure sleeve 130 is through the inner / outer surface pairing of the pressure sleeve 130 and the segments 127 converted into a radial displacement of the segments 127.
- the main sleeve 126 has a plurality of axially extending openings 124 (FIG. 10) the axially displaceable driving pins 125 extend.
- the through the main sleeve 126th leading drive pins 125 are each at one end (left in the drawing plane) connected to the pressure sleeve 130, while the other end of the Driving pins 125 (right in the drawing plane) connected to an inner sleeve 134 is.
- Pressure sleeve 130, driving pin 125 and inner sleeve 134 are by a screw 140 fixed to each other and as a unit within the clamping head 121 axially displaceable.
- Directional coil springs 131 are arranged, due to their bias the inner sleeve 134 with respect to the main sleeve 126 moves to the left.
- fourteen Coil springs 131 are in spring chambers 142 (see FIGS. 10 and 11) taken, the Side boundaries through the inner surfaces of the main sleeve or main spindle 126 and the outer surfaces of the inner sleeve 134 are formed.
- the number of springs 131th can be selected without changing the remaining structure of the chuck head 121.
- the pressure sleeve 130 presses the Clamping segments 127 in the radial direction together, so that in the opening of the Chuck inserted workpiece 7 'is clamped or clamped.
- the lifting element 136 stores rotatably in the chuck housing 123 and is hydraulically actuated in the axial direction displaceable relative to the chuck housing 123.
- the lifting element 136 is axially in motion (to the left in Fig. 9) and the inner sleeve 134 is by the bias of the coil springs 131 shifted to the left, until due to the clamping of the workpiece 7 'no further Displacement of the inner sleeve 134 is more. Thereafter, the lifting element 136 is still moved to its end stop, so while running the Rotary movement of the main sleeve 126 no contact between the rotationally fixed Lifting element 136 and the co-rotating inner sleeve 134 is present.
- the feed of the hydraulic oil into the first chamber 137 takes place through a fluid line 139, the passes through the housing 123 and to a terminal for external supply of the Hydraulic oil leads.
- the supply line for the second chamber 138 is in a plane offset from the line 139 and therefore not shown.
- an annular one Cover plate 132 is attached, which extends over the left-side bearing 122 and a partial region of the chuck housing 123 engages around.
- the circumference is between the cover plate 132 and the outer circumference of the housing 123 is a labyrinth or Gap seal 133 arranged.
- the cover plate 132 prevents ingress of Processing residues in the storage area of the central unit 120th
- a Feed line 151 is fixedly connected to the housing 123 and has a Liquid port.
- the wall of the line 151 is as a connecting bridge formed between the housing 123 and the media sleeve 150, so that the Media sleeve 150 rotatably engages in the main sleeve 126.
- the media sleeve 150 has an overlap region with the inner sleeve 134 and passes over an inner conduit 152 a formed in the inner sleeve 134 annular groove 153 liquid. Due to the high speeds is between the inner sleeve 134 and the media sleeve no Slip seal, but a gap seal provided, resulting in a low Fluid loss in the transition area leads.
- Within the inner sleeve 134 extends a bore 156, which is connected to the annular groove 153, through a conduit sleeve 155th extended and inserted into the pressure sleeve 130.
- the pressure sleeve 130 has a Outlet 154, through which the liquid is guided to the chuck segments 127.
- the conduit sleeves 155 are passed through openings 124a which are on the same Circumference as the openings 124 are arranged for the driving pins 125 (Fig. 10).
- a radial bore 157 is present, the should not be contaminated during processing. Therefore, instead of the Coolant or additionally a fluid from the outlet 154 in the pressure sleeve 130 through not shown, radially extending channels in the segments 127 to the Interior wall introduced. From the exit on the inner wall of the segments 127, the fluid enters (e.g., lubricating oil) then into the radial bores 157 (only one shown) of the workpiece 7 'and rinses this free during processing.
- a fluid from the outlet 154 in the pressure sleeve 130 through not shown, radially extending channels in the segments 127 to the Interior wall introduced. From the exit on the inner wall of the segments 127, the fluid enters (e.g., lubricating oil) then into the radial bores 157 (only one shown) of the workpiece 7 'and rinses this free during processing.
- the Machining both sides in one tension allows for high precision alignment in the further processing of the workpiece in another processing machine, in then the workpiece by centered clamping at both ends of the Outer circumference is precisely machined to the inner surfaces.
- the Processing machine no. 1 in Fig. 8 a center drive machine and the Processing Machine No. 100 a grinder with clamping between a Spindle and a quill.
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine Mittenantriebsmaschine und eine Spannvorrichtung, insbesondere für eine Mittenantriebsmaschine.The invention relates to a center drive machine and a tensioning device, in particular for a center drive machine.
Die DE 32 47 586 C2 beschreibt eine Horizontaldrehmaschine zur Beidendenbearbeitung mit einem offenen und angetriebenen Spannkopf. Der Spannkopf ist am Außenumfang mittels eines Radial- und Axiallagers gelagert und seitlich neben den Lagern ist ein umlaufender Zahnkranz angeordnet zum Antrieb mittels eines Riemens. Auf der Horizontaldrehmaschine ist beiden Enden eines eingespannten Werkstücks jeweils eine Werkzeugeinheit zur Bearbeitung der Enden zugeordnet. Zum Be- und Entladen des Rohlings und des fertig bearbeiteten Werkstücks ist jeweils eine Lade- und Entladevorrichtung zustellbar. Das Spannen des Werkstücks erfolgt durch geneigte Tellerlamellen, die durch Klemmen verbogen werden. Die Verbiegung der Lamellen erfolgt über die die Tellerlamellen umfassenden Schraubgewindehülsen, die durch axial zustellbare Betätigungseinrichtungen verdrehbar sind. Die Betätigungseinrichtungen müssen axial als separate Elemente zugestellt werden.DE 32 47 586 C2 describes a horizontal lathe for Beidendenbearbeitung with an open and driven clamping head. The clamping head is on Outside perimeter supported by a radial and thrust bearing and laterally next to the Bearings is a rotating sprocket arranged to drive by means of a belt. On the horizontal lathe is both ends of a clamped workpiece each associated with a tool unit for processing the ends. For loading and Unloading the blank and the finished workpiece is a loading and unloading Unloading device deliverable. The clamping of the workpiece is done by inclined Disc fins bent by clamps. The bending of the slats takes place via the plate lamellae comprising screw threaded sleeves, by axial deliverable actuators are rotatable. The controls must be delivered axially as separate elements.
Die DE 38 26 985 C1 und DE 36 20 231 C1 offenbaren jeweils eine Horizontaldrehmaschine mit einem Mittenantrieb zur Beidendenbearbeitung eines Werkstücks. Das Werkstück wird drehbar in zwei Spannstockträgern gelagert, wobei mindestens einer der Spannstockträger angetrieben wird. Kurze Werkstücke können mit den nebeneinanderliegenden Spannstockträgern nicht an beiden Enden bearbeitet werden.DE 38 26 985 C1 and DE 36 20 231 C1 each disclose a Horizontal turning machine with a center drive for the two-end machining of a Workpiece. The workpiece is rotatably mounted in two vice carriers, wherein at least one of the vice carrier is driven. Short workpieces can be used with the adjacent vise beams are not processed at both ends become.
Der Spannfutterkopf der DE 41 05 688 C2 ist zur Montage in einem drehbar
angetriebenen Gehäuse vorgesehen. Innerhalb des Spannfutterkopfes ist ein doppelter
Spannsegmentsatz vorgesehen, der über ein Betätigungsorgan betätigbar ist. Das
Klemmen bzw. Spannen eines Werkstücks erfolgt durch die Vorspannung von zwei
Tellerfedern, nachdem das Betätigungsorgan gelöst wird. Bei Betätigen des
Betätigungsorgans werden die Tellerfedern zusammengedrückt und zwei durch das
Zusammendrücken verschiebbare Spannteile geben die Spannbackensegmente frei, so
dass das Werkstück entnommen werden kann. Zur Betätigung des Betätigungsorgans ist
außerhalb des Spannfutterkopfes eine Platte mit Bolzen angeordnet, wobei die Bolzen
auf die Betätigungsorgane wirken und die Platte selbst durch eine außerhalb des
Spannkopfes angeordnete Hydraulikeinrichtung gekippt wird.The chuck head of
Auch der Spannkopf der GB 21 51 166 A ist drehbar gelagert und ermöglicht eine Bearbeitung eines Werkstücks an beiden Enden. Auch hier wird ein doppelter Spannsegmentesatz mittels einer extern anzulegenden Betätigungseinrichtung bedient, wobei die Spannsegmente beider Sätze miteinander verbunden und beim Betätigen axial verschoben werden.Also, the clamping head of GB 21 51 166 A is rotatably mounted and allows a Machining a workpiece at both ends. Again, a double Operated clamping set by means of an externally applied actuator, wherein the clamping segments of both sets are connected together and axially upon actuation be moved.
Es ist Aufgabe der Erfindung, einen Spannfutterkopf zum Einspannen eines zu bearbeitenden Werkstücks vorzusehen, der unter Ermöglichung eines einfachen Werkstückwechsels eine geringe Bauhöhe aufweist. Es ist eine weitere Aufgabe der Erfindung, eine Mittenantriebsmaschine zur beidseitigen Endenbearbeitung eines Werkstücks vorzusehen, die einen geringen Grundflächenbedarf benötigt. Weiterhin ist es Aufgabe der Erfindung, eine Anordnung von Vertikal-Bearbeitungsmaschinen mit flexiblem Werkstücktransport vorzusehen. It is an object of the invention to provide a chuck head for clamping one machining workpiece, allowing for a simple Workpiece change has a low height. It is another job of Invention, a center drive machine for double-sided end machining of a Provide workpiece that requires a small footprint. Furthermore is It is an object of the invention to provide an arrangement of vertical processing machines provide flexible workpiece transport.
Bei einem Spannfutterkopf gemäß Anspruch 1 ist eine Haupthülse bzw. Hauptspindel
an zwei voneinander axial beabstandeten Lagern drehbar gelagert, so dass eine hohe
radiale Stabilität des Spannkopfes bei der Bearbeitung eines Werkstücks gewährleistet
ist. Weiterhin ist eine Betätigungseinrichtung zum Betätigen zumindest eines
Spannsegmentsatzes eines Spannfutters zwischen den beiden Lagern oder im Bereich
der beiden Lager angeordnet, d.h. zumindest die Hauptelemente der
Betätigungseinrichtung. Dabei ist die Betätigungseinrichtung über die axiale Bauhöhe
des Spannkopfes verbaut, also in Höhe der zur Lagerung notwendigen Axialabmessung
seitlich zur Rotationsachse angeordnet. Zum automatischen Öffnen (oder Schließen) des
Spannfutters ist es somit nicht notwendig, Elemente des Betätigungsmechanismus in
axialer Verlängerung des Spannfutterkopfes vorzusehen oder zum Öffnen eine separate
Betätigungseinrichtung seitlich des Spannfutterkopfes in axialer Richtung beizustellen.
Der erfindungsgemäße Spannfutterkopf erlaubt somit bei geringer axialer Bauhöhe eine
volle Automatisierung eines Werkstückwechsels. Besonders wenn nur ein
Spannsegmentsatz vorgesehen ist, wird eine Beidenden-Bearbeitung sehr kurzer
Werkstücke ermöglicht.In a chuck head according to
Das Spannfutter kann frei drehbar gelagert sein oder mittels eines Antriebs angetrieben sein, beispielsweise durch einen die Haupthülse antreibenden Motor. Bei Einsatz in der unten beschriebenen Mittenantriebsmaschine ist das Spannfutter mittels eines Antriebsaggregats angetrieben.The chuck can be freely rotatably mounted or driven by a drive be, for example by a main sleeve driving motor. When used in the below described center drive machine is the chuck by means of a Drive unit driven.
Ganz besonders vorteilhaft weist das Spannfutter zum Einspannen eines zu bearbeitenden Werkstücks zwei getrennte Sätze von Spannsegmenten auf, die jeweils den Umfang des Werkstücks an voneinander beabstandeten Umfangsbereichen klemmen. Durch das Einspannen in zwei axial voneinander beabstandeten Umfangsbereichen setzt das Spannfutter während der Bearbeitung des Werkstücks einer radialen Auslenkung ein hohes Hebelmoment entgegen, so dass eine besonders präzise Bearbeitung unter hohen radialen Kräften auf das Werkstück ermöglicht wird. Die beiden Spannsegmentsätze sind mittels der Betätigungseinrichtung gemeinsam zum Öffnen und/oder zum Spannen des Werkstücks zu betätigen. Auch bei doppeltem Spannsegmentsatz ist die axiale Bauhöhe minimal, so dass die Endenbearbeitung über einen weiten Endenbereich ermöglicht wird.Very particularly advantageous, the chuck for clamping one machined workpiece on two separate sets of clamping segments, each the circumference of the workpiece at spaced circumferential regions terminals. By clamping in two axially spaced apart Peripheral areas sets the chuck during machining of the workpiece one radial deflection against a high moment of leverage, so that a particularly precise Machining under high radial forces on the workpiece is made possible. The two clamping segment sets are shared by the actuator to Opening and / or to operate the clamping of the workpiece. Even with double Tension segment set, the axial height is minimal, so that the end machining over a wide end region is made possible.
Vorteilhaft wirkt das zumindest eine Federelement zwischen oder im Wesentlichen zwischen den beiden Spannsegmentsätzen, d.h. die Federkraft in die eine Richtung wirkt nahezu vollständig auf den ersten Spannsegmentsatz und die Federkraft in die andere Richtung (Gegenkraft) wirkt nahezu vollständig auf den zweiten Satz Spannsegmente. Dies erlaubt ein asynchrones Schließen und Öffnen der Spannsegmente, so dass das Werkstück am ersten Umfangsbereich einen anderen Durchmesser aufweisen kann als am zweiten Umfangsbereich (beispielsweise leicht konisches Werkstück).Advantageously, the at least one spring element acts between or substantially between the two sets of span segments, i. the spring force in one direction acts almost completely on the first clamping segment set and the spring force in the other direction (counterforce) works almost completely on the second set Clamping segments. This allows asynchronous closing and opening of the Clamping segments, so that the workpiece on the first peripheral area another Diameter may have as the second peripheral region (for example, light conical workpiece).
Bei Einsatz einer Tellerfeder als Federelement werden sehr hohe Federkräfte bei vergleichsweise geringer, axialer Baulänge des Federelements bereitgestellt. Weiterhin erlaubt die Tellerfeder eine in Umfangsrichtung gleichmäßig verteilte Federkraft, die auf alle Spannsegmente eines Satzes wirkt, so dass ein einseitiges Wirken der Federkraft und damit ein Verkanten beim Schließen oder Öffnen der Spannsegmente vermieden wird. Vorteilhaft sind beide Spannsegmentsätze in einer Haupthülse angeordnet, wobei die Haupthülse drehbar am Spannkopf gelagert ist und so die Spannsegmente mechanisch stabil ausrichtet.When using a plate spring as a spring element very high spring forces are at Provided comparatively small, axial length of the spring element. Farther allows the plate spring a circumferentially evenly distributed spring force, the acts on all clamping segments of a sentence, so that a one - sided action of the Spring force and thus tilting when closing or opening the clamping segments is avoided. Advantageously, both clamping segment sets in a main sleeve arranged, wherein the main sleeve is rotatably mounted on the clamping head and so the Align clamping segments mechanically stable.
Bei einer Ausführung ist das Federelement außerhalb der Haupthülse angeordnet, so dass der Hülsendurchmesser gering gehalten werden kann, was insgesamt einen kompakt gebauten Spannfutterkopf ermöglicht, der vorzugsweise zur Bearbeitung von Werkstücken mit geringem Durchmesser eingesetzt wird. Hier wirkt dann ein Mitnehmerelement der Betätigungseinrichtung auf die Spannsegmente, wobei das zumindest eine Mitnehmerelement durch die Haupthülse greift. Ist dagegen in einer anderen Ausführung das zumindest eine Federelement innerhalb der Haupthülse angeordnet, so sind keine Hebel oder Mitnehmer erforderlich, die zwischen der Feder und den Spannsegmenten wirken. Diese Anordnung, bei der der Hülsendurchmesser im Vergleich zum Außenaufbau der Feder einen größeren Durchmesser erfordert, kommt bevorzugt bei Werkstücken mit größerem Durchmesser zum Einsatz. Bei außenliegendem Federelement wirkt ein Aktuator der Betätigungseinrichtung direkt auf das Federelement oder bei innenliegendem Federelement wirkt der Aktuator über zumindest einen die Haupthülse durchgreifenden Mitnehmer auf das Federelement.In one embodiment, the spring element is arranged outside the main sleeve, so that the tube diameter can be kept low, for a total of one compactly constructed chuck head, which is preferably for processing of Workpieces with a small diameter is used. Here then acts Driving element of the actuating device on the clamping segments, wherein the at least one driver element engages through the main sleeve. Is in contrast in one another embodiment, the at least one spring element within the main sleeve arranged, so no levers or drivers are required, which are between the spring and the clamping segments act. This arrangement, wherein the sleeve diameter in Compared to the external structure of the spring requires a larger diameter comes Preferably used for workpieces with a larger diameter. at External spring element acts an actuator of the actuator directly the spring element or internal spring element of the actuator acts on at least one main sleeve through the driver on the spring element.
Vorteilhaft ist der Aktuator mit einem Gehäuse des Spannfutterkopfs bzw. einem Befestigungspunkt des Spannfutterkopfs verbunden, so dass der Aktuator selbst keine Drehbewegung ausführt und die Kraft zum Spannen oder Dehnen der Feder nicht über eine Drehverbindung übertragen werden muss. Der auf das Federelement wirkende und ortsfeste Aktuator kann vorteilhaft Bremselemente aufweisen, die auf das Federelement oder ein Verbindungselement zwischen Aktuator und Federelement wirken, so dass nach Abschaltung des Antriebs die Drehung der Haupthülse mit dem Werkstück durch Betätigung des Aktuators abgebremst wird und die Werkstückentnahme schneller erfolgen kann. Alternativ oder zusätzlich zum Bremsen mittels des Aktuators kann auch eine Arretierung der Hülse in einer vorgegebenen Position erfolgen, so dass ein vorgegebener Drehlagebezug zwischen zu bearbeitendem Werkstück und Spannfutter hergestellt werden kann.The actuator is advantageous with a housing of the chuck head or a Attachment point of the chuck head connected, so that the actuator itself no Performs rotational movement and the force to tighten or stretch the spring is not over a rotary joint must be transferred. The acting on the spring element and stationary actuator may advantageously comprise brake elements which are on the spring element or act a connecting element between the actuator and the spring element, so that after switching off the drive, the rotation of the main sleeve with the workpiece through Actuator is slowed down and the workpiece removal faster can be done. Alternatively or in addition to braking by means of the actuator can also a locking of the sleeve in a predetermined position, so that a specified rotational position reference between workpiece to be machined and chuck can be produced.
Wird an einer Seite, vorzugsweise an beiden Seiten des Spannfutters, ein austauschbarer Spannsegmentsatz vorgesehen, so können verschiedene, austauschbare Spannsegmentsätze in Abhängigkeit des Durchmessers des Werkstücks mit verschiedenen Spanndurchmesserbereichen eingesetzt werden. Damit lässt sich ein Spannfutterkopf kostengünstig an verschiedene Durchmesserbereiche der zu bearbeitenden Werkstücke anpassen.Is on one side, preferably on both sides of the chuck, a replaceable Spannsegmentsatz provided, so can be different, interchangeable Clamping segment sets depending on the diameter of the workpiece with different clamping diameter ranges are used. This can be one Chuck head cost-effective to different diameter ranges of Adjust machining workpieces.
Besonders vorteilhaft ist zumindest eine Seite der Haupthülse mittels eines axialen Aufsatzes verlängerbar und in diesem Aufsatz ein neuer oder der zuvor entnommene Spannsegmentsatz einsetzbar, so dass auch längere Werkstücke bei Vorsehen eines größeren axialen Hebels durch das Einspannen an beiden Umfangsflächen präzise bearbeitbar sind. Durch Austausch weniger Elemente ist der Spannfutterkopf flexibel in Abhängigkeit der Abmessung des Werkstücks und des Bearbeitungsbedarfs kostengünstig umzurüsten. At least one side of the main sleeve is particularly advantageous by means of an axial Extendable and in this essay a new or the previously removed Spannsegmentsatz used, so that longer workpieces in providing a larger axial lever by clamping on both peripheral surfaces precisely are editable. By replacing fewer elements, the chuck head is flexible in size Dependence of the dimension of the workpiece and the machining requirement to convert inexpensively.
Die Mittenantriebsmaschine gemäß Anspruch 10 weist ein Maschinengestell und einen
daran gelagerten Mittenantrieb auf. Der Mittenantrieb umfasst eine
Einspanneinrichtung, wie beispielsweise ein Spannfutter zum Einspannen eines zu
bearbeitenden Werkstücks, und die Einspanneinrichtung ist dreh- und antreibbar
gelagert. Der Mittenantrieb ist als Einzelkopf ausgebildet, mit dem das zu bearbeitende
Werkstück frei spannbar und antreibbar ist. Es ist keine weitere, separate
Einspanneinrichtung erforderlich, um das Werkstück zu lagern und der Antrieb des
Werkstücks kann ausschließlich durch den Einzelkopf erfolgen. Durch eine
Betätigungseinrichtung des Mittenantriebs werden die Werkstücke automatisch
eingespannt bzw. gelöst, so dass die Mittenantriebsmaschine in einem automatisierten
Prozess einsetzbar ist. Es ist somit kein manuelles Lösen bzw. Klemmen des
Werkstücks notwendig. Es können auch sehr kurze Werkstücke eingespannt und
beidseitig drehend bearbeitet werden, da die axiale Ausdehnung des Einzelkopfes
gering und kein weiterer Stütz- bzw. Antriebspunkt für das Werkstück erforderlich ist.
Die Rotationsachse des Mittenantriebs ist vertikal ausgerichtet, so dass sich die größte
Abmessung der Mittenantriebsmaschine in die Höhe erstreckt und so in einer Werkhalle
nur eine reduzierte Grundfläche erforderlich ist. Bei der vertikalen Ausrichtung ist eine
Verschmutzung der Werkzeuge und Aggregate durch Rückstände (Späne und
Kühlmittel) deutlich verringert.The center drive machine according to
Bei einer starren Lagerung des Mittenantriebs am Maschinengestell entfallen bewegliche Lagerung bzw. Führung, so dass aufgrund der schwingungshemmenden Verbindung eine besonders präzise Bearbeitung des Werkstücks ermöglicht ist. Ist dagegen der Mittenantrieb in Richtung der Rotations- bzw. Bearbeitungsachse des Werkstücks verfahrbar, so kann zum Beispiel der Mittenantrieb über ein der Rotationsachse zugestelltes und an einem Ende gefasstes Werkstück verfahren werden, um dieses vorzugsweise mittig einzuspannen. Umgekehrt kann der Mittenantrieb nach dem Lösen von dem Werkstück weggefahren werden. Dabei ist es nicht notwendig, dass bei einer automatischen Zuführung das Werkstück in Achsrichtung dem Mittenantrieb zugeführt oder aus diesem entnommen wird, so dass sich beispielsweise eine axiale Verschiebeeinheit für eine Handhabungseinrichtung (siehe unten) einsparen lässt. Oder bei besonders langen Werkstücken wird der Zuführ- bzw. der Entnahmeweg des Werkstücks vom bzw. zum Mittenantrieb zwischen einer axial verfahrbaren Handhabungseinrichtung und dem Verfahrweg des Mittenantriebs aufgeteilt, so dass jeweils die Verschiebewege beider Einrichtungen kurz gehalten werden können. Entsprechendes trifft für Bearbeitungswerkzeuge oder Stützwerkzeuge zu, die durch die Verfahrbarkeit des Mittenantriebs gar nicht oder nur beschränkt verfahren werden müssen.In a rigid storage of the center drive on the machine frame accounts movable storage or guide, so that due to the vibration-inhibiting Connection a particularly precise machining of the workpiece is possible. is In contrast, the center drive in the direction of the rotation or machining axis of the Movable workpiece, so for example, the center drive via one of Be moved axis of rotation delivered and taken at one end workpiece, to clamp this preferably centrally. Conversely, the center drive after the release of the workpiece to be moved away. It is not necessary that in an automatic feed the workpiece in the axial direction of the Center drive supplied or removed from this, so that, for example an axial displacement unit for a handling device (see below) save leaves. Or with particularly long workpieces, the feed or the removal path of the workpiece from or to the center drive between an axially movable Handling device and the travel of the center drive split, so that each of the displacement paths of both institutions can be kept short. The same applies to machining tools or support tools that through the Movability of the center drive not or only be moved to a limited extent have to.
Zur Stabilisierung der Enden eines langen Werkstücks gegen Unwucht sind zumindest einem der Enden eine Pinole oder ein Dorn zustellbar bzw. bei verfahrbarem Mittenantrieb ist das Ende des Werkstücks zur Pinole oder dem Dorn hin verfahrbar. Vorteilhaft ist zumindest eine Pinole oder ein Dorn senkrecht oder schräg zur Rotationsachse von der Rotationsachse herausfahrbar und/oder herausschwenkbar, so dass insbesondere zur Entnahme eines langen Werkstücks der Weg der Entnahme bzw. der Zufuhrweg für das Werkstück zum Mittenantrieb frei ist.To stabilize the ends of a long workpiece against imbalance are at least one of the ends of a sleeve or mandrel deliverable or movable Center drive is the end of the workpiece to quill or the mandrel moved. Advantageously, at least one quill or a mandrel is perpendicular or oblique to Rotary axis of the axis of rotation can be moved out and / or swung out, so that in particular for the removal of a long workpiece, the way of removal or the supply path for the workpiece to the center drive is free.
Umfasst die Mittenantriebsmaschine zwei Pinolen, zwei Dorne oder einen Dorn und eine Pinole, so kann das Werkstück endseitig geklemmt und gehalten werden, während die Mittenantriebseinrichtung das Werkstück freigibt. Durch Verfahren des verfahrbaren Mittenantriebs oder der beiden Enden-Halteeinrichtungen kann der Mittenantrieb eine Umgreifaktion am Werkstück durchführen, so dass dieses an einem versetzten Umfangsbereich gespannt wird und beispielsweise im zuvor eingespannten Bereich an der Umfangsfläche weiter bearbeitet wird. Im Prinzip ist somit mit lediglich einer Mittenantriebsmaschine eine umfassende Oberflächen- bzw. Innenflächenbearbeitung am Werkstück möglich. Anstelle der Enden-Halteeinrichtung ist auch eine Handhabungseinrichtung zum temporären Halten des Werkstücks während des Umgreifens einsetzbar.The center drive machine includes two sleeves, two mandrels or a mandrel and a sleeve, so the workpiece can be clamped end and held while the center drive device releases the workpiece. By method of movable center drive or the two end-holding devices, the Center drive a Umgreifaktion perform on the workpiece, so this on a staggered circumferential area is stretched and, for example, previously clamped Area is further processed on the peripheral surface. In principle, therefore, with only a center drive machine a comprehensive surface or Inner surface machining on the workpiece possible. Instead of the end holder is also a handling device for temporarily holding the workpiece during of encompassing usable.
Ganz besonders vorteilhaft weist die Mittenantriebsmaschine zumindest eine Werkzeugeinheit auf, die sowohl dem ersten als auch dem zweiten Ende des eingespannten Werkstücks zustellbar ist. Durch den Einsatz des Einzelkopfes ist der zum Umfahren des Einzelkopfes notwendige Verfahrweg für die Werkzeugeinheit gering, so dass kostengünstig lediglich eine Werkzeugeinheit oder eine Spezialwerkzeugeinheit vorgesehen werden kann. Unabhängig von der beide Enden bearbeitenden Werkzeugeinheit können weitere Werkzeugeinheiten vorgesehen sein, die jeweils das obere oder das untere Ende des Werkstücks arbeitsteilig bearbeiten. Mit einer Werkzeugeinheit ist beispielsweise ein Ende eines Werkstücks am Umfang, an der Stirnfläche und/oder im Werkstückinnern bearbeitbar.Most preferably, the center drive machine has at least one Tool unit, which both the first and the second end of clamped workpiece is deliverable. By the use of the single head is the necessary for bypassing the single head travel for the tool unit low, so that cost only a tool unit or a Special tool unit can be provided. Regardless of the both ends machining tool unit can be provided further tool units, each working the upper or the lower end of the workpiece work sharing. With a tool unit is, for example, an end of a workpiece on the circumference, on the End face and / or machinable inside the workpiece.
Vorteilhaft weist zumindest eine der Werkzeugeinheiten einen drehbar gelagerten Werkzeugrevolver zur Aufnahme mehrerer Werkzeuge umfasst. Weiterhin kann einer der Werkzeugrevolver eine Greifeinrichtung zum Greifen des Werkstücks aufweisen. Es ist vorteilhaft zumindest eine der Werkzeugeinheiten auf einer in Rotationsachsenrichtung und senkrecht zur Rotationsachsenrichtung verfahrbaren Verschiebeeinheit anzuordnen.Advantageously, at least one of the tool units has a rotatably mounted Tool turret for holding multiple tools includes. Furthermore, one can the tool turret has a gripping device for gripping the workpiece. It is advantageous at least one of the tool units on a in Rotation axis direction and perpendicular to the rotation axis direction movable To arrange displacement unit.
In Verbindung mit der verfahrbaren Mitteneinheit wird es ermöglicht, dass zumindest eine Werkzeugeinheit in Rotationsachsenrichtung lagefest sein kann und beispielsweise lediglich eine Bewegung senkrecht zur Rotationsachse ausführt, während der Vorschub in Rotationsachsenrichtung durch Verfahren des Mittenantriebs erfolgt. So kann an einem Ende ein Linearantrieb für die Werkzeugeinheit in Achsrichtung eingespart werden. Während des Bearbeitens des einen Endes mit der axial festgelegten Werkzeugeinheit kann eine die Bewegung des Mittenantriebs kompensierende, axial verfahrbare Werkzeugeinheit das andere Ende des Werkstücks bearbeiten.In conjunction with the movable center unit, it is at least possible a tool unit in rotation axis direction can be fixed in position and for example only performs a movement perpendicular to the axis of rotation, while the feed in the rotation axis direction by moving the center drive. So can on one end saves a linear drive for the tool unit in the axial direction become. While machining the one end with the axially fixed Tool unit can compensate for the movement of the center drive, axially movable tool unit to work the other end of the workpiece.
Vorteilhaft erfolgt das Zuführen bzw. Entnehmen des Werkstücks vom Mittenantrieb mittels einer Handhabungseinrichtung, die einen Greifer aufweist. Wie oben erwähnt, kann die Handhabungseinrichtung in Rotationsachsenrichtung verfahrbar sein, um das Werkstück beispielsweise bei dem starr mit dem Maschinenrahmen verbundenen Mittenantrieb zu entnehmen. Oder die Handhabungseinrichtung kann aus Kostengründen in axialer Richtung festgelegt sein, so dass der verfahrbare Mittenantrieb nach Greifen des Werkstücks durch die Handhabungseinrichtung über das Werkstück weggefahren wird, bis dieses für die Handhabungseinrichtung freigegeben ist. Die Handhabungseinrichtung braucht in diesem Fall beispielsweise lediglich eine Schwenk- oder Drehbewegung zur Zuführung bzw. Entnahme des Werkstücks von bzw. zu der Rotationsachse ausführen. Vorteilhaft kann die Handhabungseinrichtung in eine der Werkzeugeinheiten, beispielsweise einen drehbar gelagerten Werkzeugrevolver, integriert sein, so dass ein gemeinsamer Linearantrieb in Rotationsachsenrichtung und/oder ein gemeinsamer Antrieb mit einer senkrechten Komponente zur Rotationsachse für beide ausreicht.Advantageously, the feeding or removal of the workpiece from the center drive by means of a handling device which has a gripper. As mentioned above, the handling device can be moved in the rotation axis direction to the Workpiece, for example, in the rigidly connected to the machine frame Remove center drive. Or the handling device may be off Cost reasons be set in the axial direction, so that the movable Center drive after gripping the workpiece by the handling device on the Workpiece is moved away until it is released for the handling device is. The handling device needs in this case, for example, only one Swivel or rotary movement for feeding or removal of the workpiece from or to the rotation axis. Advantageously, the handling device in a the tool units, for example a rotatably mounted tool turret, be integrated, so that a common linear drive in rotation axis direction and / or a common drive with a vertical component to Rotation axis is sufficient for both.
Vorteilhaft wird das bearbeitete Werkstück mittels einer Handhabungseinrichtung zu einer weiteren Bearbeitungsmaschine überführt. Die Handhabungseinrichtung kann das bearbeitete Werkstück dort in einen Werkstückhalter zur Bearbeitung überführen oder an eine weitere Handhabungseinrichtung der weiteren Bearbeitungsmaschine übergeben oder zu einer Werkstückausgabe und/oder zu einer Werkstück-Prüfstation. Vorteilhaft sind der Mittenantriebsmaschine zwei Handhabungseinrichtungen zugeordnet, wobei eine erste das unbearbeitete Werkstück zuführt und eine zweite das bearbeitete Werkstück abführt.Advantageously, the machined workpiece by means of a handling device to transferred to another processing machine. The handling device can the transfer processed workpiece there into a workpiece holder for processing or passed to another handling device of the other processing machine or to a workpiece output and / or to a workpiece inspection station. Advantageous the center drive machine associated with two handling devices, wherein a first feeds the unprocessed workpiece and a second that processed Discharges workpiece.
Die Anordnung von nebeneinander stehenden Vertikal-Bearbeitungsmaschinen nach Anspruch 18 umfasst eine zwischen den Bearbeitungsmaschinen angeordnete Handhabungseinrichtung zum Transport eines Werkstücks zwischen den beiden Bearbeitungsmaschinen. Die Handhabungseinrichtung ist auf einer zwischen den Bearbeitungsmaschinen verfahrbaren Verschiebeeinheit angeordnet. Die Verschiebeeinheit ist zumindest in horizontaler Richtung verfahrbar und ermöglicht die Überbrückung auch großer Distanzen zwischen den Bearbeitungsbereichen der Bearbeitungsmaschinen. Aufstellungsbedingte Distanzabweichungen zwischen den Bearbeitungsmaschinen sind durch Anpassung des Fahrwegs der Verschiebeeinheit leicht anpassbar. Vorzugsweise weist die Handhabungseinrichtung einen horizontal schwenkbaren Greifarm auf, der in vorteilhafter Weiterbildung auch eine Drehung des Werkstücks um die Greifarmachse ermöglicht. Vorteilhaft ist zum Zuführen des Werkstücks zur ersten Bearbeitungsmaschine und/oder zum Entnehmen des Werkstücks aus der letzten Bearbeitungsmaschine jeweils eine vorgeschaltete und/oder nachgeschaltete Handhabungseinrichtung mit horizontaler Verschiebeeinheit vorgesehen. The arrangement of juxtaposed vertical processing machines after Claim 18 comprises an arranged between the processing machines Handling device for transporting a workpiece between the two Processing machines. The handling device is on one between the Processing machines arranged movable displacement unit. The Displacement unit is movable at least in the horizontal direction and allows the Bridging of large distances between the processing areas of the Processing machines. Position - related distance deviations between the Processing machines are by adjusting the travel of the displacement unit easily customizable. Preferably, the handling device has a horizontal pivotable gripper arm, which in an advantageous development, a rotation of the Workpiece allows the gripper arm axis. It is advantageous for feeding the Workpiece to the first processing machine and / or to remove the workpiece from the last processing machine in each case an upstream and / or Downstream handling device with horizontal displacement unit intended.
In Ausgestaltung kann mit einer zweiten Handhabungseinrichtung ein Werkstück zur ersten Bearbeitungsmaschine zugeführt und/oder mit einer dritten Handhabungseinrichtung ein Werkstück aus der zweiten Bearbeitungsmaschine entnommen werden. Vorteilhaft sind die zweite und/oder dritte Handhabungseinrichtung auf einer zumindest horizontal verfahrbaren Verschiebeeinheit angeordnet.In an embodiment, with a second handling device, a workpiece for supplied to the first processing machine and / or with a third Handling device a workpiece from the second processing machine be removed. Advantageously, the second and / or third Handling device on an at least horizontally movable displacement unit arranged.
Nachfolgend wird auch ein Spannfutterkopf näher beschrieben, der eine Fluidzufuhr aufweist, mit der ein Fluid in zumindest ein Spannfuttersegment eines Spannfutters zuführbar ist, wo es von einer Innenfläche des Spannfuttersegments in eine Öffnung eines Werkstücks einströmen kann. Dadurch können beispielsweise Rückstände in einer Öffnung des Werkstücks ausgespült werden.Hereinafter, a chuck head will be described in detail, the fluid supply having a fluid in at least one chuck segment of a chuck is fed, where it from an inner surface of the chuck segment in an opening a workpiece can flow. This can, for example, residues in one Rinse the opening of the workpiece.
Anhand von Zeichnungen werden Ausführungsbeispiele der Erfindung näher erläutert. Es zeigen:
- Fig. 1A-1D
- Seitenansichten einer Mittenantriebsmaschine in schematisch dargestellten, verschiedenen Abschnitten eines Arbeitszyklus,
- Fig. 2
- eine Querschnittsansicht eines Spannkopfes mit Doppelfutter,
- Fig. 3A-3C
- verschiedene Ansichten einer Druckhülse des Spannkopfes von Fig. 2,
- Fig. 4
- eine Spindelwelle des Spannkopfes von Fig. 2,
- Fig. 5
- ein Schiebesegment des Spannkopfes von Fig. 2,
- Fig. 6
- den Spannkopf von Fig. 2 mit einem axialen Verlängerungsanbau,
- Fig. 7
- eine Frontansicht der Mittenantriebsmaschine von Fig. 1,
- Fig. 8
- eine Draufsicht auf eine Bearbeitungsstraße mit der Mittenantriebsmaschine,
- Fig. 9
- eine Querschnittsansicht einer weiteren Ausführungsform eines Spannkopfes mit Einfachspannfutter,
- Fig. 10
- verschiedene Ansichten einer Hauptspindel des Spannfutterkopfes von Fig. 9 und
- Fig. 11
- verschiedene Ansichten einer Innenhülse des Spannfutterkopfes von Fig. 9.
- Fig. 1A-1D
- Side views of a center drive machine in schematically illustrated, different sections of a working cycle,
- Fig. 2
- a cross-sectional view of a clamping head with double chuck,
- Figs. 3A-3C
- different views of a pressure sleeve of the clamping head of Fig. 2,
- Fig. 4
- a spindle shaft of the clamping head of Fig. 2,
- Fig. 5
- a sliding segment of the clamping head of Fig. 2,
- Fig. 6
- the clamping head of Fig. 2 with an axial extension mounting,
- Fig. 7
- 1 is a front view of the center drive machine of FIG. 1,
- Fig. 8
- a plan view of a processing line with the center drive machine,
- Fig. 9
- a cross-sectional view of another embodiment of a clamping head with single chuck,
- Fig. 10
- various views of a main spindle of the chuck head of Fig. 9 and
- Fig. 11
- various views of an inner sleeve of the chuck head of Fig. 9.
Die Fig. 1A-1D zeigen Seitenansichten einer Vertikal-Mittenantriebsmaschine 1. Das
im Folgenden beschriebene Konzept der Mittenantriebsmaschine ist ohne weiteres auch
für eine Horizontal-Mittenantriebsmaschine mit horizontal verlaufender Rotationsachse
des Werkstücks 7 anwendbar, wobei jedoch der Grundflächenbedarf der Maschine
erhöht ist.Figs. 1A-1D show side views of a vertical
Das Maschinenbett des Maschinengrundkörpers 2 der Mittenantriebsmaschine 1 in Fig.
1 baut vertikal in die Höhe, so dass eine Werkzeugwartung von vorne (von rechts wie in
Fig. 1 dargestellt) möglich ist, auch wenn mehrere Bearbeitungsmaschinen seitlich
aneinandergereiht sind. Der Maschinengrundkörper 2 umfasst vorzugsweise einen
Mineralgusskern, der Schwingungen von der Werkhalle zum Bearbeitungsbereich und
umgekehrt optimal dämpft. Ein Mittelaggregat 3 zum beidseitig offenen Einspannen
eines Werkstücks 7 ist an einer Konsole 4 gelagert. Die Konsole 4 wiederum lagert
linear verfahrbar auf einer Linearführung 5. Mittels eines Antriebs 6 wird die Konsole 4
entlang der Linearführung 5 vertikal verfahren, so dass die vertikale Position des
Mittelaggregats 3 veränderbar ist. In einer alternativen, hier nicht dargestellten
Ausführung ist das Mittelaggregat 3 starr an den Maschinengrundkörper angekoppelt,
so dass Schwingungen während einer hochpräzisen Bearbeitung noch weiter verringert
sind. The machine bed of the machine
Das Mittelaggregat 3 umfasst einen Spannkopf 30 zum Einspannen des Werkstücks 7,
einen Antrieb 31 zum Antreiben des Werkstücks 7 und einen Winkelflansch 32, der den
Antrieb 31 mit dem Spannkopf 30 verbindet. In weiterer, hier nicht dargestellter
Ausführung kann der Antrieb für den Spannkopf auch am Maschinengrundkörper 2
gelagert sein und über ein Getriebe (mit beispielsweise einer Spindel) mit dem
Spannkopf 30 verbunden sein.The
In Fig. 1B sind schematisch eine erste Werkzeugeinheit 8 mit einem Werkzeugrevolver
9 und eine zweite Werkzeugeinheit 10 mit einem Werkzeugrevolver 11 dargestellt. Das
Richtungs-Dreibein in Fig. 1B deutet die Richtungen an, auf die im Folgenden Bezug
genommen wird. Dabei ist die Z-Richtung die Vertikalachse, die X-Richtung verläuft
horizontal frontal zur Mittenantriebsmaschine 1 (horizontal und in der Zeichenebene)
und die Y-Richtung verläuft horizontal und in Seitenrichtung zur
Mittenantriebsmaschine 1 (horizontal und senkrecht zur Zeichenebene). Die erste
Werkzeugeinheit 8 ist in Y-Richtung seitlich hinter die Mittelebene des Mittelaggregats
3 versetzt und führt mittels einer Verschiebeeinheit eine Y- und Z-Bewegung aus. Die
zweite Werkzeugeinheit 10 ist in Y-Richtung zur Zeichenebene (Mittelebene des
Mittelaggregats) nach vorne versetzt und führt ebenfalls eine Y-, Z-Bewegung mittels
einer Verschiebeeinheit aus. In alternativer Ausführung können die erste und/oder
zweite Werkzeugeinheit 8, 10 in Z-Richtung unbeweglich festgelegt sein, wobei dann
durch Z-Verschiebung des Mittelaggregats 3 relativ zur ersten und/oder zweiten
Werkzeugeinheit 8, 10 die Bewegung zur axialen Bearbeitung des Werkstücks 7
ausgeführt wird.FIG. 1B schematically shows a
In weiterer, hier nicht dargestellter Ausführung ist eine Werkzeugeinheit zur
Beidenden-Bearbeitung vorgesehen. Dieses Einzelaggregat kann ebenfalls einen
Werkzeugrevolver umfassen und in Z-Richtung starr am Maschinengrundkörper 2
festgelegt oder vorzugsweise verfahrbar sein. Die Z-Bewegung wird dann entweder
durch Verfahren des verfahrbaren Mittelaggregats 3 oder des Einzelaggregats
ausgeführt. Die relative Verfahrstrecke ist dabei so bemessen, dass mit dem
Einzelaggregat sowohl das obere als auch das untere Ende des Werkstücks 7 bearbeitbar
sind. Da insbesondere in Y-Richtung die Abmessung des Mittelaggregats 3 sehr gering
ist, kann das Einzelaggregat durch geringes Zurückfahren in Y-Richtung dem
Mittelaggregat 3 ausweichen, so dass entweder das Mittelaggregat 3 am Einzelaggregat
vorbeifährt oder das Einzelaggregat am Mittelaggregat vorbeifährt. Ein
Werkzeugrevolver des Einzelaggregats umfasst dabei zusätzlich Überkopf-Werkzeuge,
die ein Bearbeiten von unten nach oben ermöglichen, während die anderen Werkzeuge
der Bearbeitung von oben nach unten dienen.In another, not shown here embodiment is a tool unit for
Two-way editing provided. This single aggregate can also have one
Tool turret include and rigid in the Z direction on the machine body. 2
fixed or preferably be moved. The Z movement will then either
by moving the
Die erste und zweite Werkzeugeinheit 10, 11 sowie das Einzelaggregat, soweit in Z-Richtung
verfahrbar, lagern auf einem Schlitten, der auf einer nicht dargestellten
Führung parallel zur Führung 5 verfahrbar ist. Dabei können die Werkzeugeinheiten
und/oder das Einzelaggregat auf einer links oder rechts zur Führung 5 angeordneten,
gemeinsamen Führung oder auf zwei links und rechts der Führung 5 liegenden
Führungen lagern.The first and
Fig. 1C stellt eine erste und zweite Pinole 12, 13 dar, die auf der Achse des Werkstücks
7 liegen und vorzugsweise in Z-Richtung verfahrbar sind. Vorteilhaft sind dabei die
Pinolen 12, 13 auf der Linearführung 5 des Mittelaggregats 3 gelagert. In weiterer, nicht
dargestellter Ausführung kann anstelle einer oder beider Pinolen ein Dorn zum Halten
des Endes des Werkstücks 7 vorgesehen sein. Besonders bei der Umfangsbearbeitung
langer Werkstücke werden die freien Enden des Werkstücks einseitig oder beidseitig
durch die Pinolen 12, 13 abgestützt, so dass Unwuchten bei der Bearbeitung vermieden
werden. Auch hier können in Ausgestaltung das Mittelaggregat 3 in Z-Richtung
festgelegt sein, wobei dann beide Pinolen 12, 13 in Z-Richtung zustellbar sind. Oder
eine Pinole 12 oder 13 ist in Z-Richtung festgelegt und das Mittelaggregat 3 mit dem
Werkstück 7 werden der festgelegten Pinole zugestellt und die gegenüberliegende
verfahrbare Pinole wird dem anderen Ende des Werkstücks zugestellt.Fig. 1C illustrates a first and
Fig. 1D zeigt die Maschine 1 in einer Stellung, bei der besonders lange Werkstücke 7
durch Absenken des Mittelaggregats 3 aus diesem herausgeführt werden. Durch eine
nicht dargestellte Handhabungseinrichtung wird in diesem Fall das Werkstück 7 mittels
eines Greifers gefasst, so dass nach Lösen des Spannkopfes 30 und Absenken des
Mittenaggregats das Werkstück 7 frei ist und lediglich von der Handhabungseinrichtung
gehalten wird. In der in Fig. 1C dargestellten Position kann die
Handhabungseinrichtung das Werkstück 7 durch Schwenken oder Zurückfahren aus
dem Bearbeitungsbereich herausnehmen oder zum Beladen das Werkstück 7 in die
Bearbeitungsachse fahren.1D shows the
Fig. 2 zeigt in Querschnittsansicht den Spannkopf 30. Im Winkelflansch 32 ist ein
Zahnrad 34 drehbar gelagert, das durch ein Motorritzel 33 des Antriebs 31 angetrieben
wird. Das Zahnrad 34 greift in einen Außenzahnkranz 35, der an einer drehbar
gelagerten Spindelwelle 50 angeordnet ist. Die Spindelwelle 50 lagert über zwei
Kugellager 36 am Spannfuttergehäuse 37. Innerhalb der Spindelwelle 50 sind ein erstes
und zweites Spannfutter 51, 52 angeordnet, die axial beabstandet das Werkstück 7 an
zwei Umfangsbereichen I, II klemmen. Die Spannfutter 51, 52 sind hülsenartig als
Spannfutterhülse 53 ausgebildet, wobei der untere Teil (bezogen auf das Spannfutter 51)
umlaufend ausgebildet ist, während die Klemmsegmente im oberen Bereich der Hülse
53 geschlitzt sind. Durch die geschlitzte Hülse ergibt sich durch den zungenartigen
Mittenbereich der Spannfutterhülse eine Federwirkung, die beim Rückziehen der die
Klemmsegmente betätigenden Druckhülsen 54, 55 die Öffnung zwischen den
Klemmsegmenten weitet.Fig. 2 shows a cross-sectional view of the clamping
Die außenseitige (Teil-)Kegelflächen jedes Spannfuttersegments 51, 52 wirkt mit der
innen liegenden Konusfläche der ersten bzw. zweiten Druckhülse 54, 55 zusammen,
wobei zum Öffnen und Schließen der Segmente die Druckhülsen 54, 55 axial
verschoben werden. Die Druckhülsen 54, 55 sind gleitend an der Innenseite der
Spindelwelle 50 bzw. Haupthülse gelagert. Die Verschiebung der ersten und zweiten
Druckhülse 54 und 55 erfolgt durch Segmente 56, die durch axiale Schlitze 40 in der
Spindelwelle 50 hindurchgreifen (siehe Fig. 4). Ein oberer Satz Segmente 56 ist der
ersten Druckhülse 54 zugeordnet und ein unterer Satz Segmente 56 ist der zweiten
Druckhülse 55 zugeordnet.The outside (part) conical surfaces of each
An der Außenseite der Spindelwelle 50 lagert eine Tellerfeder 57, die zwischen dem
oberen und dem unteren Satz Segmente 56 eingespannt ist und unter Vorspannung den
oberen Satz Segmente 56 und unteren Satz Segmente 56 auseinander schiebt. Auf den
oberen Satz von Segmenten 56 wirkt ein erstes Hubelement 58 und ein zweites
Hubelement 59 wirkt auf den unteren Satz von Segmenten. Die Hubelemente 58, 59
sind hier topfförmig ausgebildet, wobei deren Außenränder übereinander verschiebbar
sind. Die Hubelemente 58, 59 sind axial verschiebbar am Spannfuttergehäuse 37
gelagert und durch Zusammenfahren der Hubelemente 58, 59 gegeneinander kommt
eine Anlagefläche 63 am inneren Bereich der Hubelemente 58, 59 auf den Segmenten
56 zu liegen, so dass bei weiterem Zusammenfahren der Hubelemente 58, 59
gegeneinander der obere Satz von Segmenten 56 gegenüber dem unteren Satz von
Segmenten gegen die Federwirkung zusammengeschoben wird.On the outside of the
Zum Betätigen der Hubelemente 58, 59 wird durch einen ersten Fluideinlass 60 und
einen zweiten Fluideinlass 61 Hydrauliköl in einen Hohlraum zwischen den
Hubelementen 58, 59 und dem Spannfuttergehäuse 37 eingeleitet, so dass das erste
Hubelement 58 nach unten und das zweite Hubelement 59 nach oben verschoben wird.
Beim Zusammenfahren wird durch einen dritten Fluideinlass 62 Hydrauliköl
ausgelassen. Zum Auseinanderfahren der Hubelemente 58, 59 werden der erste und
zweite Fluideinlass 60, 61 druckfrei geschaltet und durch den dritten Fluideinlass 62
Hydrauliköl unter Druck eingepresst, so dass die beiden Hubelemente 58, 59 aufgrund
des Drucks im Hohlraum zwischen den beiden Hubelementen 58, 59 und dem
Spannfuttergehäuse 37 auseinander gefahren werden. Bei einer weiteren, hier nicht
dargestellten Ausführung kann der dritte Fluideinlass 62 entfallen und zum
Auseinanderfahren der Hubelemente 58, 59 wird ebenfalls die Vorspannkraft der
Tellerfeder 57 genutzt, wobei jedoch kein vollständiges Lösen zwischen den Segmenten
56 und der Anlagefläche 63 der Hubelemente 58, 59 erfolgt. Weiterhin kann vorgesehen
werden, dass lediglich durch den ersten oder zweiten Fluideinlass 60, 61 Hydraulik
eingeleitet und so entweder das erste oder das zweite Hubelement betätigt wird, so dass
sich lediglich das erste oder zweite Spannfutter 51, 52 öffnet. Beispielsweise, wenn nur
ein sehr kurzes Werkstück 7 durch nur einen Spannbackensatz 51, 52 einzuspannen ist.
Ebenfalls kann bei einseitiger Festlegung der Tellerfeder 57 an der Spindelwelle 50 die
Betätigung lediglich eines einzigen Spannfutters 51 durch nur ein Hubelement 58 oder
59 vorgesehen sein, wobei auch in diesem Fall eine Entkopplung der Führung des
Hydrauliköls von den gedrehten Teilen erfolgt. Die in Fig. 2 dargestellte Anordnung
ermöglicht es auch, ein Werkstück 7 mit unterschiedlichen Durchmessern im Bereich
des ersten und des zweiten Spannfutters 51, 52 (Umfangsbereich I und II) zu fassen, da
die Verschiebung des oberen Segmentsatzes und des unteren Segmentsatzes 56 eine
Relativbewegung zueinander zulässt, d.h. eine bzgl. der Spindelwelle 50 asymmetrische
Verschiebebewegung.For actuating the
Die Fig. 3A-3C zeigen eine Seitenansicht, eine Querschnittsansicht und eine Draufsicht
(bzgl. der Darstellung in Fig. 3A) der Druckhülsen 54, 55. Im oberen Bereich der
Druckhülse ist eine umlaufende Nut 76 ausgebildet. An der unteren Innenseite ist ein
Trichter bzw. eine Konusfläche 77 ausgebildet, die wie oben beschrieben mit dem
kegelflächigen Rückseite der Spannfutter-Klemmsegmente 51, 52 zusammenwirkt. Der
obere Kranz der Druckhülse 54, 55 ist als bajonettförmige Verriegelung 78 mit
Aussparungen 79 ausgebildet.FIGS. 3A-3C show a side view, a cross-sectional view and a plan view
(For the illustration in Fig. 3A) of the
Fig. 4 zeigt eine Seitenansicht der Spindelwelle 50, an deren innerem Umfangsbereich
zwei Kränze mit Längsschlitzen 40 ausgebildet sind. Am Umfang sind hier im oberen
und unteren Mittenbereich jeweils sechs Segmentschlitze 40 für den oberen Satz von
sechs Segmenten 56 und den unteren Satz von Segmenten ausgebildet. Die Segmente 56
sind innerhalb der Schlitze 40 axial verschiebbar. Am unteren Ende der Spindelwelle 50
ist ein Flansch 41 vorgesehen, an dem der Außenzahnkranz 35 angeflanscht wird.Fig. 4 shows a side view of the
Fig. 5 zeigt eine perspektivische Ansicht eines der zwölf verwendeten Segmente, das
wie durch den Pfeil angedeutet in einen Segmentschlitz 40 der Fig. 4 eingesetzt wird.
Nach dem Einsetzen liegt der Grundkörper 73 innerhalb eines Segmentschlitzes 40 und
über die Außenfläche der Spindelwelle 50 ragt eine Außennase 70 hervor, während an
der Innenseite der Spindelwelle die Innenführung 74 und ein Vorsprung 75
hervorstehen. Der Vorsprung 75 greift nach dem Einsetzen der Druckhülse 54, 55 in
deren Nut 76 ein. Zum Einsetzen der Druckhülsen nach Montage der Segmente 56 wird
beim axialen Einlassen der Druckhülsen 54, 55 der Kranz der Verriegelung 78 an den
Aussparungen 79 über die Vorsprünge 75 geführt. Durch Verdrehen der Druckhülsen
54, 55 greift dann der Vorsprung 75 in die Nut 76 ein, so dass eine Kopplung zwischen
Segment und Druckhülse bei axialer Verschiebung gewährleistet ist. Bei der vom
Außendurchmesser der Spindelwelle 50 hervorspringenden Außennase 70 wirkt auf
eine dritte Auflagefläche 71 die erste Anlagefläche 63 des ersten bzw. zweiten
Hubelements 58, 59, wobei die Segmente des oberen Segmentsatzes durch das erste
Hubelement 58 nach unten verschoben werden, während die Segmente 56 des unteren
Segmentsatzes durch das zweite Hubelement 59 nach oben verschoben werden. An der
zweiten Anlagefläche 72 der Außennase 70 liegt die Tellerfeder an, die die Segmente 56
des oberen Satzes nach oben und die Segmente des unteren Satzes nach unten
verschiebt.Fig. 5 shows a perspective view of one of the twelve segments used, the
as indicated by the arrow in a
Fig. 6 zeigt eine Querschnittsansicht des Spannkopfes 30 von Fig. 2 mit einer an der
Unterseite angebauten Verlängerung. Gegenüber der Fig. 2 ist der untere Deckel 67
vom Flansch 41 der Spindelwelle 50 abgeschraubt und anstelle des unteren Deckels 67
ist eine Verlängerungshülse 65 auf den Flansch 41 aufgesetzt. Anstelle der kurzen,
zweiten Druckhülse 55 ist ein lange Druckhülse 55a eingesetzt, die sich bis zum
Endbereich der Verlängerungshülse 65 erstreckt. Das untere zweite Spannfutter 52 ist
aus der Spindelwelle 50 entnommen und in die Verlängerungshülse 65 eingesetzt. Die
axiale Position des zweiten Spannfutters 52 wird durch einen mit der Spindelwelle 5C
verbundenen Stützschaft 66 und durch Aufschrauben des unteren Deckels 67 auf die
Unterseite der Verlängerungshülse 65 festgelegt. Die lange Druckhülse 55a greift
ebenfalls mit einer bajonettartigen Verriegelung 78a (entsprechend der 78 von Fig. 3A)
in den unteren Segmentsatz 56 ein. Durch eine entsprechende Verlängerungshülse und
eine verlängerte Druckhülse lässt sich der Spannkopf 30 auch an der Oberseite durch
Nach-oben-Verlagerung des Spannfutters 51 verlängern.Fig. 6 shows a cross-sectional view of the clamping
Fig. 7 zeigt eine Frontansicht der Vertikal-Mittenantriebsmaschine 1. Ergänzend zu den
Fig. 1A-1D sind hier die oben erwähnten, erste und zweite Handhabungseinrichtungen
80, 85 dargestellt. Die erste Handhabungseinrichtung 80 ist in Y-Richtung links zur
Bearbeitungszone des Mittelaggregats 3 versetzt, während die zweite
Handhabungseinrichtung 85 rechts dazu versetzt ist. Beide Handhabungseinrichtungen
80, 85 sind mit einem Greifarm 81, 86 bestückt, der in der Darstellung von Fig. 7 in
Betrachtungsrichtung steht. Die Greifarme sind in der Aufsicht von Fig. 8 dargestellt.
An den Enden beider Greifarme 81, 86 ist jeweils eine Greifeinrichtung angeordnet, die
optional neben der Schwenkbewegung des Greifarms um die Z-Achse auch eine
Rotation um die Greifarmachse ermöglicht. Gegenüberliegend zum Greiflager ist
jeweils ein Antrieb 82, 87 für die Schwenkbewegung des Greifarms und die optionale
Rotation der Greifeinrichtung vorgesehen. Beide Handhabungseinrichtungen 80, 85
sind jeweils auf einer YZ-Verschiebeeinheit 83, 88 gelagert, mit der die
Handhabungseinrichtung 80, 85 in Z- und Y-Richtung verfahrbar ist (die Koordinaten
sind rechts oben in der Figur dargestellt). Wie oben bereits erwähnt, lagern die erste
Werkzeugeinheit 8 und die zweite Werkzeugeinheit 10 ebenfalls jeweils auf einer YZ-Verschiebeeinheit
89, 90. Damit kann der jeweilige Werkzeugrevolver 9, 11 in Z- und
Y-Richtung zur Endenbearbeitung dem Werkstück zugestellt werden.Fig. 7 shows a front view of the vertical
Die Antriebe der unteren Handhabungseinrichtung 80 und der unteren Werkzeugeinheit
8 bauen bezüglich des Greif- bzw. Arbeitsraums nach unten, während die Antriebe der
oberen Handhabungseinrichtung 85 und der oberen Werkzeugeinheit 10 bezüglich
deren Greif- bzw. Arbeitsraum nach oben bauen. Dadurch können die Greif- und
Bearbeitungszonen sehr dicht beieinander liegen bzw. sind die notwendigen
Ausweichwege sehr kurz, was sehr kurze Taktzeiten auch bei kleinen Werkstücken
ermöglicht. In bevorzugter Ausgestaltung und wie in Fig. 1 dargestellt, ist der Antrieb
31 des Mittelaggregats zur Bearbeitungszone 102 nach vorne versetzt (aus der
Zeichenebene der Fig. 7 heraus). Der Antrieb kann jedoch wie in Fig. 7 dargestellt
alternativ nach vorne bauen.The drives of the
Die erste Handhabungseinrichtung 80 belädt den Spannkopf 30 mit Werkstücken 7 aus
einem Werkstückmagazin 91. Die zweite Handhabungseinrichtung 85 entnimmt das in
der Mittenantriebsmaschine bearbeitete Werkstück 7 aus dem Spannkopf 30 und
überführt das Werkstück 7 zunächst zu einer Kontrollstation 92, in der Prüfmessungen
am Werkstück vorgenommen werden.The
Fig. 8 zeigt schematisch die Einbindung der Mittenantriebsmaschine 1 in eine
Bearbeitungsstrasse. Die Beschickung der Mittenantriebsmaschine 1 zur
Endenbearbeitung der Werkstücke 7 erfolgt aus einer Bestückungszelle 106, in der das
Werkstückmagazin 91 angeordnet ist. Die erste Handhabungseinrichtung 80 verfährt auf
der YZ-Verschiebeeinheit 83 zwischen der Bestückungszelle 106 und einer ersten
Bearbeitungszelle 102, die die Mittenantriebsmaschine 1 abschirmt. Die YZ-Verschiebeeinheit
83 ist am Maschinengrundkörper 2 der Mittenantriebsmaschine 1
gelagert. Nach der Entnahme des Werkstücks aus dem Werkstückmagazin 91 wird
dieses durch die erste Handhabungseinrichtung 80 zur ersten Bearbeitungszone 104 in
der ersten Bearbeitungszelle 102 überführt. Nach der Endenbearbeitung entnimmt die
zweite Handhabungseinrichtung 85 das bearbeitete Werkstück aus der ersten
Bearbeitungszone 104 und überführt es durch Verfahren mittels der YZ-Verschiebeeinheit
88 von der ersten Bearbeitungszelle 102 zu einer Kontrollzelle 107.
In der Kontrollzelle 107 werden optional Prüfmessungen am bearbeiteten Werkstück 7
in der Kontrollstation 92 durchgeführt. Das Werkstück wird dann von der Kontrollzelle
107 in eine zweite Bearbeitungszelle 103 überführt, in der hier beispielhaft eine
Mittenbearbeitungsmaschine 100 abgeschirmt ist. In einer zweiten Bearbeitungszone
105 wird dann von der Mittenbearbeitungsmaschine 100 die Bearbeitung des
Werkstücks 7 im mittleren Abschnitt durchgeführt, in dem das Werkstück zuvor bei der
Bearbeitung durch die Mittenantriebsmaschine 1 eingespannt war. Wie dargestellt, ist
die YZ-Verschiebeeinheit 88 der zweiten Handhabungseinrichtung 85 sowohl am
Maschinengrundkörper 2 der Mittenantriebsmaschine 1 als auch an einem
Maschinengrundkörper 101 der Mittenbearbeitungsmaschine 100 festgelegt. Es kann
jedoch auch vorgesehen werden, dass die YZ-Verschiebeeinheit 88 an lediglich einem
der Maschinengrundkörper 2, 101 befestigt ist.Fig. 8 shows schematically the integration of the
Eine dritte Handhabungseinrichtung 109 entnimmt das bearbeitete Werkstück aus der
zweiten Bearbeitungszone 105 der Mittenbearbeitungsmaschine 100 und überführt
dieses in eine Ausgabezelle 108. In der Ausgabezelle 108 ist ein Werkstückmagazin 110
vorgesehen, in dem die bearbeiteten Werkstücke abgelegt bzw. abgestellt werden. Die
dritte Handhabungseinrichtung 109 ist wiederum auf einer YZ-Verschiebeeinheit 111
verfahrbar gelagert.A
Die Zellen 106, 102, 107, 103 und 108 sind gegeneinander durch Trennwände abgeteilt.
Verschließeinrichtungen öffnen die Abtrennungen zwischen den Zellen 106, 102, 107,
103 und 108 jeweils zur Durchfahrt der entsprechenden ersten, zweiten oder dritten
Handhabungseinrichtung 80, 85, 109. Während der Bearbeitung der Werkstücke in den
Bearbeitungszonen 104 und 105 sind die Handhabungseinrichtungen 80, 85, 109 aus
den Bearbeitungszellen 102, 103 herausgefahren und die Verschlusseinrichtungen
trennen die jeweiligen Zellen voneinander, so dass die Handhabungseinrichtungen nicht
durch Bearbeitungsmittel und -rückstände beaufschlagt werden. Für Wartungs- und
Reparaturarbeiten sind die Zellen 102, 107 durch vorderseitig angeordnete Türen
zugängig.The
In weiterer, nicht dargestellter Ausführung können eine, beide oder alle drei
Handhabungseinrichtungen 80, 85, 109 dadurch ersetzt werden, dass an der
entsprechenden Werkzeugeinheit 8, 10 auf dem Werkzeugrevolver 9, 11 eine
Greifeinrichtung anstelle eines der Werkzeuge angeordnet ist. Mit der Greifeinrichtung
lässt sich das Werkstück 7 greifen und in den Spannkopf 30 oder die Spanneinrichtung
der Mittenbearbeitungsmaschine 100 einsetzen oder entnehmen, indem entweder die
entsprechend modifizierte Werkzeugeinheit 8, 10 und/oder das Mittelaggregat 3 in Z-Richtung
verfahren wird (entsprechend bei den Werkzeugeinheiten der Maschine 100
und deren Spanneinrichtung). Zum Transport des Werkstücks zwischen dem
Werkstückmagazin 91 und der ersten Bearbeitungszone 102, zwischen der ersten
Bearbeitungszone 102 und der Kontrollstation, zwischen der ersten und der zweiten
Bearbeitungszone und/oder zwischen der zweiten Bearbeitungszone 102 und dem
Werkstückmagazin ruhen die mit Greifeinrichtung(en) bestücke(n) Werkzeugeinheiten
auf in Y-Richtung verlängerten YZ-Verschiebeeinheiten 89, 90 etc., um die
Transportwege zwischen jeweils dem Werkstückmagazin 91, der ersten
Bearbeitungszone 102, der zweiten Bearbeitungszone 104 und dem Werkstückmagazin
110 abzudecken.In another embodiment, not shown, one, both or all three
In weiterer Ausgestaltung sind eine oder mehrere der Handhabungseinrichtungen 80,
85, 109 nicht auf der separaten YZ-Verschiebeeinheit 83, 88, 111 gelagert, sondern auf
den YZ-Verschiebeeinheiten 89, 90 der Werkzeugeinheiten 8, 10 (für
Mittenbearbeitungsmaschine 100 nicht dargestellt). Die Y-Fahrwege sind entsprechend
verlängert, um die Werkzeugüberführung auszuführen. In a further embodiment, one or more of the
Fig. 9 zeigt eine Querschnittsansicht durch eine weitere Ausführungsform eines
Spannfutterkopfes 121 für das Mittenaggregat 120 einer Mittenantriebsmaschine, bei
dem im Unterschied zum Spannfutterkopf 30 von Fig. 2 lediglich ein Spannfutter
vorgesehen ist. Das Mittelaggregat 120 ist wie das Mittelaggregat 3 über eine Konsole 4
an einem Maschinengrundkörper 2 gelagert (vgl. Fig. 1A bis 1D). Diagonal
gegenüberliegend zur Konsole 4 ist ein Antrieb 31 mit einem Motorritzel 33 und einem
Zahnrad 34 angeordnet. Das Zahnrad 34 greift in einen Außenzahnkranz 129 des an
Kugellagern 122 drehbar gelagerten Spannkopfes 121. Für eine optimale
Bearbeitungspräzision bei hoher Drehzahl kommen hier zwei Spindellager 122 mit
zueinander geneigten Spannebenen zum Einsatz. Ein Motorgehäuse des Motors bzw.
des Antriebs 31 sowie die Konsole 4 sind mit einem Spannfuttergehäuse 123 des
Spannkopfes 121 verbunden. Die drehbaren Teile des Spannkopfes 121 sind im
wesentlichen innerhalb einer an den Kugellagern 122 gelagerten Spindelwelle bzw.
Haupthülse 126 angeordnet. Der Außenzahnkranz 129 ist an einer ringförmigen bzw.
flanschartigen Erweiterung der Haupthülse 126 befestigt, so dass bei Antrieb des
Außenzahnkranzes 129 die Haupthülse 126 in Rotation versetzt wird.9 shows a cross-sectional view through a further embodiment of a
Innerhalb der Haupthülse 126 sind Spannfuttersegmente 127 eines Spannfutters
angeordnet. Im dargestellten Beispiel bilden drei Segmente 127 die Spannzange, wobei
die Segmente 127 untereinander durch eine elastische Zwischenlage 144, z.B. Gummi,
miteinander verbunden sind. Die Zwischenlage 144 wird beim Spannen
zusammengedrückt und beim Lösen der Spannzange (siehe unten) drückt die
Zwischenlage 144 die Segmente 127 auseinander, so dass das Werkstück freigegeben
wird. An der Außenseite der Spannfuttersegmente 127 sind Ausnehmungen vorgesehen,
die mit einem nach innen vorspringenden Ringvorsprung 128 der Haupthülse 126 in
Eingriff stehen, so dass die Segmente 127 bei einer radialen Verschiebung zum
Klemmen bzw. Lösen eines Werkstücks 7' nicht in axiale Richtung verschoben werden.
Weiterhin weisen die Spannfuttersegmente 127 einen teil-konischen Außenumfang auf,
der mit einer Spann- bzw. Druckhülse 130 zusammenwirkt, die am Innenumfang einen
Konus aufweist. Die Druckhülse 130 ist in axiale Richtung verschiebbar am
Innenumfang der Haupthülse 126 gelagert. Eine axiale Verschiebung der Druckhülse
130 wird durch die Innen-/Außenflächenpaarung der Druckhülse 130 und der Segmente
127 in eine radiale Verschiebung der Segmente 127 umgesetzt.Within the
Die Haupthülse 126 weist mehrere axial verlaufende Öffnungen 124 auf (Fig. 10), durch
die axial verschiebbare Mitnehmerstifte 125 verlaufen. Die durch die Haupthülse 126
führenden Mitnehmerstifte 125 sind jeweils an einem Ende (links in der Zeichenebene)
mit der Druckhülse 130 verbunden, während jeweils das andere Ende der
Mitnehmerstifte 125 (rechts in der Zeichenebene) mit einer Innenhülse 134 verbunden
ist. Druckhülse 130, Mitnehmerstift 125 und Innenhülse 134 sind durch eine Schraube
140 zueinander fixiert und als Einheit innerhalb des Spannkopfes 121 axial
verschiebbar.The
Zwischen der verschiebbaren Innenhülse 134 und der Haupthülse 126 sind in axiale
Richtung wirkende Schraubenfedern 131 angeordnet, die aufgrund Ihrer Vorspannung
die Innenhülse 134 bezüglich der Haupthülse 126 nach links verschiebt. Vierzehn
Schraubenfedern 131 sind in Federkammern 142 (siehe Fig. 10 und 11) gefasst, deren
Seitenbegrenzungen durch die Innenflächen der Haupthülse bzw. Hauptspindel 126 und
die Außenflächen der Innenhülse 134 gebildet sind. Je nach gewünschtem Spanndruck
durch die Spannsegmente 127 auf ein Werkstück 7' kann die Anzahl der Federn 131
ohne Veränderung des übrigen Aufbaus des Spannfutterkopfes 121 gewählt werden.
Durch das federbetätigte Verschieben der Innenhülse 134 drückt die Druckhülse 130 die
Spannsegmente 127 in radiale Richtung zusammen, so dass ein in der Öffnung des
Spannfutters eingesetztes Werkstück 7' gespannt bzw. geklemmt wird.Between the displaceable
Am Außenumfang der Innenhülse 134 erstrecken sich in axiale Richtung (in der
Zeichenebene nach links) Anlagevorsprünge 135, auf die ein Mitnehmer eines
Hubelements 136 wirkt. Die Anlagevorsprünge 135 sind durch Ausnehmungen 141 in
der Haupthülse 126 hindurchgeführt (siehe Fig. 10). Das Hubelement 136 lagert
drehfest im Spannfuttergehäuse 123 und ist hydraulisch betätigt in axiale Richtung
relativ zum Spannfuttergehäuse 123 verschiebbar. Um ein im Spannkopf 121
eingespanntes Werkstück 7' zu lösen, wird in eine erste Kammer 137 zwischen dem
Hubelement 136 und dem Gehäuse 123 Hydrauliköl eingepresst und so das Hubelement
136 axial verschoben (nach rechts in Fig. 9). Nach einem kurzen Verschiebeweg kommt
der Mitnehmer des Hubelements 136 an den Anlagevorsprüngen 135 zur Anlage und
bei weiterer Beaufschlagung mit Hydrauliköl verschiebt das Hubelement 136 die
Innenhülse 134 nach rechts und gibt somit das Werkstück 7' frei. Ist ein neu zu
bearbeitender Rohling 7' zwischen den Spannfuttersegmenten 127 eingeführt, wird aus
der ersten Kammer 137 der Druck abgebaut, während in eine zweite Kammer 138
zwischen dem Hubelement 136 und dem Gehäuse 123 Hydrauliköl mit Druck
eingeleitet wird. Dadurch setzt sich das Hubelement 136 axial in Bewegung (nach links
in Fig. 9) und die Innenhülse 134 wird durch die Vorspannung der Schraubenfedern 131
nach links verschoben, bis aufgrund der Klemmung des Werkstücks 7' keine weitere
Verschiebung der Innenhülse 134 mehr erfolgt. Danach wird das Hubelement 136 noch
bis zu seinem Endanschlag verschoben, so dass während der Ausführung der
Drehbewegung der Haupthülse 126 keine Berührung zwischen dem drehfesten
Hubelement 136 und der sich mitdrehenden Innenhülse 134 vorhanden ist. Die Zufuhr
des Hydrauliköls in die erste Kammer 137 erfolgt durch eine Fluidleitung 139, die
durch das Gehäuse 123 verläuft und zu einem Anschluss zur externen Zufuhr des
Hydrauliköls führt. Die Zufuhrleitung für die zweite Kammer 138 ist in einer Ebene
versetzt zur Leitung 139 angeordnet und daher nicht dargestellt.On the outer circumference of the
Wie in Fig. 9 dargestellt, ist am linksseitigen Ende der Haupthülse 126 eine ringförmige
Abdeckscheibe 132 befestigt, die sich über das linksseitige Lager 122 erstreckt und
einen Teilbereich des Spannfuttergehäuses 123 umgreift. Umfangsseitig ist zwischen
der Abdeckscheibe 132 und dem Außenumfang des Gehäuses 123 eine Labyrinth- bzw.
Spaltdichtung 133 angeordnet. Die Abdeckscheibe 132 verhindert ein Eindringen von
Bearbeitungsrückständen in den Lagerbereich des Mittelaggregats 120.As shown in FIG. 9, at the left-side end of the
Zur Reinigung und/oder Kühlung des Werkstücks 7' und des Spannkopfes 121 wird
über eine an der rechten Innenseite des Spannkopfes 121 angeordnete Medienhülse 150
Kühl- oder Spülflüssigkeit bis zu den Spannfuttersegmenten 127 zugeführt. Eine
Zuleitung 151 ist fest mit dem Gehäuse 123 verbunden und hat einen
Flüssigkeitsanschluss. Die Wandung der Leitung 151 ist als Verbindungsbrücke
zwischen dem Gehäuse 123 und der Medienhülse 150 ausgebildet, so dass die
Medienhülse 150 drehfest in die Haupthülse 126 eingreift. Die Medienhülse 150 hat
einen Überlappungsbereich mit der Innenhülse 134 und führt über eine Innenleitung 152
einer in der Innenhülse 134 ausgebildeten Ringnut 153 Flüssigkeit zu. Aufgrund der
hohen Drehzahlen ist zwischen der Innenhülse 134 und der Medienhülse keine
Gleitdichtung, sondern eine Spaltdichtung vorgesehen, die zu einem geringen
Flüssigkeitsverlust im Übergangsbereich führt. Innerhalb der Innenhülse 134 verläuft
eine Bohrung 156, die mit der Ringnut 153 verbunden ist, durch eine Leitungshülse 155
verlängert und bis in die Druckhülse 130 eingeführt ist. Die Druckhülse 130 hat einen
Auslass 154, durch den die Flüssigkeit an die Spannfuttersegmente 127 geführt wird.
Die Leitungshülsen 155 sind durch Öffnungen 124a geführt, die auf dem gleichen
Umfang wie die Öffnungen 124 für die Mitnehmerstifte 125 angeordnet sind (Fig. 10).For cleaning and / or cooling of the workpiece 7 'and the clamping
Bei dem in Fig. 9 dargestellten Werkstück 7' ist eine Radialbohrung 157 vorhanden, die
während der Bearbeitung nicht verunreinigt werden darf. Daher wird anstelle der
Kühlflüssigkeit oder zusätzlich ein Fluid vom Auslass 154 in der Druckhülse 130 durch
nicht näher dargestellte, radial verlaufende Kanäle in den Segmenten 127 bis zu deren
Innenwand eingeführt. Vom Austritt an der Innenwand der Segmente 127 tritt das Fluid
(z.B. Schmieröl) dann in die Radialbohrungen 157 (nur eine dargestellt) des Werkstücks
7' und spült diese dadurch während der Bearbeitung frei.In the workpiece 7 'shown in Fig. 9, a
Durch eine Handhabungseinrichtung (vgl. zum Beispiel die Bezugszeichen 80 und/oder
85 in Fig. 8) mit einem 3-Backenfutter wird das Werkstück 7' in den Spannsegmentsatz
127 von hinten (von rechts in Fig. 9) zugeführt und/oder daraus entnommen. Das
Werkstück 7' wird von hinten gebohrt, ausgedreht und rolliert (rechtes Ende), während
von links eine Zentrierung in das linke Werkstückende eingebracht wird. Die
Bearbeitung beider Seiten in einer Spannung ermöglicht eine hochpräzise Ausrichtung
bei der Weiterbearbeitung des Werkstücks in einer weiteren Bearbeitungsmaschine, in
der dann das Werkstück durch zentriertes Einspannen an beiden Enden am
Außenumfang präzise zu den Innenflächen bearbeitbar ist. Beispielsweise ist die
Bearbeitungsmaschine Nr. 1 in Fig. 8 eine Mittenantriebsmaschine und die
Bearbeitungsmaschine Nr. 100 eine Schleifmaschine mit Einspannung zwischen einer
Spindel und einer Pinole.By a handling device (cf., for example, the
Claims (18)
   die Betätigungseinrichtung (57-62; 125, 130, 131, 134, 136) in axialer Richtung im Wesentlichen zwischen den beiden Lagern (36; 122) oder im Bereich der Lager angeordnet ist.Chuck head for clamping a workpiece to be machined, wherein the chuck head (30; 121) comprises:
the actuating device (57-62; 125, 130, 131, 134, 136) is arranged in the axial direction substantially between the two bearings (36; 122) or in the region of the bearings.
   einem Maschinengestell (2),
   einem am Maschinengestell (2) gelagerten Mittenantrieb (3), wobei der Mittenantrieb eine angetriebene Einspanneinrichtung (30; 121) zum Einspannen und Antreiben eines zu bearbeitenden Werkstücks (7; 7') aufweist, und
   eine innerhalb der Einspanneinrichtung (30; 121) angeordnete Betätigungseinrichtung (57-62; 125, 130, 131, 134, 136) zum automatischen Einspannen und Lösen eines Werkstücks;
   wobei der Mittenantrieb (3) als Einzelkopf ausgebildet ist, mit dem ein zu bearbeitendes Werkstück (7, 7') frei spannbar und antreibbar ist, und
   wobei die Rotationsachse des Mittenantriebs (3) vertikal ausgerichtet ist.Mittenantriebsmaschine for double-sided end machining of a workpiece, with
a machine frame (2),
a center drive (3) mounted on the machine frame (2), wherein the center drive has a driven clamping device (30, 121) for clamping and driving a workpiece (7, 7 ') to be machined, and
an actuating device (57-62; 125, 130, 131, 134, 136) arranged within the clamping device (30; 121) for automatically clamping and releasing a workpiece;
wherein the center drive (3) is designed as a single head, with which a workpiece to be machined (7, 7 ') is freely clamped and driven, and
wherein the axis of rotation of the center drive (3) is vertically aligned.
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